刺激分化是通过选择性强化和消退使有机体学会对CS(条件刺激)和与CS(条件刺激)相类似的刺激做出区别反应的历程。刺激分化是巴甫洛夫通过对对狗实行实验中得出的概念。

人和动物一旦学会对某一特定的条件刺激做出条件反应以后，其他与该条件刺激相类似的刺激也能诱发其条件反应，这就是刺激泛化。借助于刺激泛化，可以把已有的学习经验扩展到新的学习情境，从而扩大学习范围。但是，泛化刺激所引起的泛化反应，有时是不准确或不精确的，这就需要刺激分化。

所谓的刺激分化指的是通过选择性强化和消退使有机体学会对条件刺激和与条件刺激相类似的刺激做出区别的反应。在实际的教育和教学历程中，经常需要对刺激实行分化，如引导学生分辨勇敢和鲁莽、谦让和退缩，要求学生区别重力和压力、质量和重量等。

刺激泛化和刺激分化是互补的历程，泛化是对事物的相似性的反应，分化则是对事物的差异的反应。泛化能使学习从一种情境迁移到另一种情境，而分化则能促使对区别的情境做出区别的恰当反应，从而避免盲目行动。