הבסיס המחקרי לאילוף

לאורך תהליך הביות (התהליך בו יצר למעשה האדם את הכלב מהזאב), כלבים אומנו לביצוע מטלות שונות בעבור האדם.
לכן, קיימת  מסורת ארוכה ומשגשגת של אילוף כלבים למשימות שונות בשירות האדם.
אילוף, בשונה מלמידה, מתאר את השיטות המשמשות לקבלת תוצאה התנהגותית צפויה בהתאם למעורבות האדם בסיטואציה מסוימת, למרות שהוא כמובן מתבסס על מנגנוני הלמידה הקיימים בכלב באופן טבעי.

אילוף וכלבנות בדרום

באופן כללי, אילוף מתבסס על תהליך של התניה- יצירת קשר בין אירוע/פעולה לתוצאה מסויימת.
התנייה בהקשר זה נחלקת לשתיים- התנייה קלאסית (פאבלובית) והתנייה אופרנטית (סקינרית).
התנייה קלאסית תוארה במחקריו של איוון פאבלוב, אשר יצר קישור בין אירוע מסויים (צילצול פעמון) וקבלת מזון כתוצאה מיד לאחר הצילצול. הוא הוכיח שצלצול הפעמון עבר קישור לקבלת המזון במוחם של הכלבים כאשר הראה עלייה ביצור רוק לשמע צלצול הפעמון.
במילים אחרות- באופן טבעי כלב לא ייצר רוק באופן מוגבר לשמע צלצול פעמון. בגלל שפאבלוב יצר התנייה שקושרת בין הצלצול למזון, עלה ייצור הרוק בפה של הכלב למשמע הצלצול עוד לפני שהוצג המזון בפניו.
באופן דומה, באנשים הראו עלייה בהפרשת אינסולין (הורמון שאחראי לאיזון רמות הסוכר בדם) כתוצאה מצפייה בסמל של "מקדונלד'ס".
לעומת התנייה קלאסית, התנייה אופרנטית שנחקרה על ידי פרדריק סקינר, קושרת בין פעולה אקטיבית (למשל לחיצה על כפתור) המתבצעת על ידי בעל החיים לקבלת מזון כתוצאה. סקינר הראה שחולדות לומדות ללחוץ על דוושה ייעודית אם הן יודעות שבעיקבות הלחיצה הן מקבלות מזון.
ובחזרה לנושא האילוף- מרבית שיטות האילוף כיום מתבססות על התניה אופרנטית כפי שתוארה על ידי סקינר, כלומר על יצירת קשר אסוציאטיבי בין פעולות לבין הופעה או אי הופעה של חיזוקים חיוביים הקשורים למזון, למשחק או לצייד, ולעיתים גם עם חיזוקים שליליים הקשורים בכאב או ברעש.

עם זאת, מחקרים שונים מראים יכולת למידה קוגניטיבית גבוהה יותר בכלבים, כדוגמת למידה חברתית.
ב1997 למשל, נצפתה למידה חברתית מהורה כאשר חוקרים הבחינו בכך שגורים בני 6 חודשים שנחשפו לאימהותיהם כאשר פעלו לאיתור סמים, ביצעו בעצמם פעולות מסוימות הקשורות בעבודה זו מהר באופן משמעותי ביחס לגורים שלא נחשפו. 
בנוסף, במספר מחקרים הודגמה היכולת של כלב ללמוד מצפייה בפעילות בעליו.