Восприятие, как и ощущение, является рефлекторным процессом. И.П. Павлов показал, что в основе восприятия лежат условные рефлексы, временные нервные связи, образующиеся в коре больших полушарий головного мозга при воздействии на рецепторы предметов окружающего мира. В ядрах корковых отделов анализаторов протекают сложный анализ и синтез внешних раздражителей. Анализ обеспечивает выделение объекта восприятия из фона, на его основе все свойства объекта восприятия объединяются в целостный образ.
По сравнению с ощущениями восприятие является высшей формой аналитико-синтетической деятельности мозга. Без анализа невозможно осмысленное восприятие. Так, незнакомая иностранная речь воспринимается как сплошной звуковой поток. Для осмысленного восприятия речи, т.е. ее понимания, необходимо расчленить речь на отдельные фразы, слова с их значениями. При восприятии речи одновременно с анализом имеет место и синтез, благодаря чему мы воспринимаем не отдельные, разрозненные звуки, а слова и фразы. В основе синтеза лежит установление временных нервных связей.
В основе восприятия лежат два вида нервных связей: образуемые в пределах одного анализатора и межанализаторные связи. Первый вид имеет место при воздействии на организм комплексного раздражителя одной модальности.
Например, таким раздражителем является мелодия, представляющая собой сочетание отдельных звуков, воздействующих на слуховой анализатор. При этом нервные связи образуются не только в ответ на сами раздражители, но и на их отношение — временное, пространственное и пр. (так называемый рефлекс на отношение).
Второй вид нервных связей, образуемых при воздействии комплексного раздражителя, — это связи в пределах разных анализаторов. В акте зрения при восприятии величины предметов, их удаленности зрительные ощущения всегда ассоциируются с мышечными. Сеченов объяснял восприятие предметов ассоциациями зрительных, кинестетических, осязательных и других ощущений. К этим ассоциациям у человека обязательно присоединяется и слуховой образ слова, которым обозначается данный предмет.