顺序学习（sequence learning）是动物通过固定排列的事件或刺激序列进行学习的过程，涉及不同刺激事件（如食物奖赏、颜色光、空间位置）与动物反应（如跑跑道、啄测验刺激）的关联。其序列成分独立呈现，类似于字母按顺序组成单词，强调各环节在特定场合的衔接关系。

例如大鼠对多单元迷津的学习。从起始点到终端箱，每一个正确反应都将动物引向下一个选择点，该选择点产生的刺激将同动物的正确反应相联系，依次类推。科学家们认为，动物行为的这种系列组织并不因为动物内部有编制好的迷津系列表征，而是源自于迷津的物理布局与选择点之间跑道的系列联系，这种刺激一反应的链锁学习是一切顺序学习的原型。