個體對感覺材料的加工方式因經驗的積累或練習而得到改變或提高的過程。大量實驗證明，練習能提高對簡單刺激的感受性，也能提高對物體形狀和大小的辨別能力。錯覺和知覺恒常性說明瞭經驗在知覺中的作用。當一個人接受的感覺材料與過去的經驗相矛盾時，也可以看到知覺學習的作用。例如，戴上倒像裝置，使外界在視網膜上的像上下或左右顛倒瞭，這時人們看到的世界成瞭“顛倒”的世界。通過練習人們也能適應這種“顛倒”瞭的世界，即把外部世界看成是“正”的。這種適應隻有在各種感覺，如觸摸覺、運運動覺和視覺等相互協調和驗證的情況下才能實現，否則就不能學會以新的方式去知覺外部世界。大量的證據已使人們承認知覺能夠因學習而改變。
關於知覺學習的理論可歸納為兩類：分化論和豐富論。實際上這兩種理論並沒有根本的分歧，它們說明瞭知覺學習的不同形式。
分化論把知覺學習看成是發現早先忽略瞭的感覺刺激並把它轉變為有效的信息，知覺的改變就是學會瞭對感覺刺激新的方面的反應。這種理論認為，客觀世界是極其豐富的，它有大量的信息，而人接受刺激的能力是有限的，開始時人隻能對物體進行粗糙的分化和選擇，隨著經驗的積累，人獲取信息的能力逐步提高，先前不能分化的刺激逐漸分化瞭出來，知覺也就從掌握物體的一般特征過渡到掌握物體的本質特征。知覺的這種變化不是以新反應代替原來反應，而是在主體和刺激物不斷地交互作用過程中，形成瞭以差異特征為基礎的更高級、更復雜的知覺結構或圖式。
豐富論認為知覺學習就是用聯想和過去的經驗來豐富感覺經驗，知覺的改變是學會瞭對相同的感覺刺激作出不同的反應。以E.佈倫斯威克等為代表的知覺推斷理論就是豐富論的一種。這種理論認為，知覺是在外界刺激作用下瞬間形成的，因而信息的輸入是極為初步的。這部分信息隻能作為線索，用來提取過去經驗中的有關信息，作為假設或推斷外界物體性質的依據，並用已有的經驗來彌補瞬間輸入信息的不足，以形成完整的知覺。
學習對知覺的影響是多種多樣的，主要是學會對新刺激進行反應或學會對原有刺激作出新的反應。通過學習，一方面能區分出早先被忽略瞭的刺激特征；另一方面，能對刺激作出新的評價，並學會對刺激的差別進行反應。在實際生活中，人們並不是根據物體的孤立特征來辨認它們，而是在刺激不斷發生變化的條件下，從它們的許多特征中找出相對不變或相對穩定的特征，從而辨認它們，這一切隻有通過知覺學習才能實現。