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行動の定量的分析とは、行動科学の既刊論文における環境・行動・結果の相互作用に関する豊富な知見から概念化された数学モデルを、行動の実験的分析に適用することである。その目的は、様々なレベルの独立環境変数と従属行動変数との間の関係を記述および／または予測することである。モデルのパラメータは、データへのモデル適合に用いるだけでなく、理論的な意味も持つことが期待される。この分野は、リチャード・ヘルンスタイン（1961年）が、同時強化スケジュールで行動する生物の行動を定量化するためにマッチング法則を導入したことから始まった。
この分野は、経済学、動物学、哲学、政治学（有権者の行動を含む）、心理学、特に数学心理学（この分野はその一分野である）のモデルを統合している。この分野は、行動の定量的分析学会によって代表されている。行動の定量的分析は、とりわけ、行動経済学、行動の勢い、コネクショニストシステムまたはニューラルネットワーク、統合、遅延削減仮説を含む双曲割引、採餌、狩猟、エラーレス学習、創造性、学習、レスコーラ・ワグナーモデル、マッチング法則、改善、スカラー期待値、信号検出、神経ヒステリシス、強化制御などのトピックを扱っている。