В основу своей классификации типов нервной системы И. П. Павлов положил три основных критерия, а именно: силу, уравновешенность и лабильность коры.
«Значение силы нервных процессов, — писал И. П. Павлов, — ясно из того, что в окружающей среде оказываются (более или менее часто) необычайные, чрезвычайные события, раздражения большой силы, причём, естественно, нередко возникает надобность подавлять, задерживать эффекты этих раздражений по требованию других, так же или ещё более могучих внешних условий. И нервные клетки должны выносить эти чрезвычайные напряжения своей деятельности. Отсюда же вытекает и важность равновесия, равенства силы обоих нервных процессов. А так как окружающая организм среда постоянно, а часто — сильно и неожиданно, колеблется, то оба процесса должны, так сказать, поспевать за этими колебаниями, т. е. должны обладать высокой подвижностью, способностью быстро, по требованию внешних условий, уступать место, давать преимущество одному раздражению перед другим, раздражению перед торможением и обратно».
Исходя из этих основных признаков, И. П. Павлов в результате своих исследований над животными методом условных рефлексов пришёл к выделению четырёх основных типов нервной системы, а именно:
1) Сильный, уравновешенный и подвижной — живой тип.
2) Сильный, уравновешенный и инертный — спокойный, медлительный тип.
3) Сильный, неуравновешенный с преобладанием возбуждения над торможением — возбудимый, безудержный тип.
4) Слабый тип.
Деление типов нервной системы на сильный и слабый не ведёт к дальнейшему симметрическому подразделению слабого типа, так же как и сильного, по остальным двум признакам уравновешенности и подвижности (лабильности), потому что эти различия, дающие очень существенную дальнейшую дифференциацию на сильном типе, на слабом оказываются практически несущественными и не дают реально значимой дифференциации.
Намеченные им типы нервных систем И. П. Павлов связывает с темпераментами.
Павлов сопоставляет четыре группы нервных систем и соответствующие им типы темпераментов, к которым он пришёл лабораторным путём, с древней, от Гиппократа идущей классификацией темпераментов. Он склонен отожествить свой возбудимый тип с холерическим, меланхолический с тормозным, две формы центрального типа — спокойную и оживлённую — с флегматическим и сангвиническим.
Основным доказательством в пользу той дифференциации типов нервной системы, которые он устанавливает, Павлов считает различные реакции при очень трудных встречах раздражительного и тормозного процессов.
В одном из своих последних исследований И. П. Павлов пишет: «Не считаясь с градациями и беря только крайние случаи — пределы колебания: силу и слабость, равенство и неравенство, лабильность и инертность обоих процессов, мы уже имеем восемь сочетаний, восемь возможных комплексов основных свойств нервной системы, восемь её типов. Если же прибавить, что преобладание при неуравновешенности может принадлежать, вообще говоря, то раздражительному, то тормозному процессу, а в случае подвижности также инертность или лабильность может быть свойством то того, то другого процесса, — количество возможных сочетаний простирается уже до 24». («Последние сообщения по высшей нервной деятельности», вып. III, стр. 7, 1935.) Давая эту классификационную схему, полученную из всех возможных сочетаний основных признаков, Павлов тут же правильно добавляет: «Однако только тщательное и возможно широкое наблюдение должно установить наличность, частоту и резкость тех или других действительных комплексов основных свойств, действительных типов нервной деятельности».
Учение И. П. Павлова о типах нервной деятельности имеет существенное значение для понимания физиологической основы темперамента. Правильное его использование предполагает учёт того, что тип нервной системы является строго физиологическим понятием, а темперамент — это понятие психо-физиологическое и выражается он не только в моторике, в характере реакций, их силе, скорости и т. д., но также и в впечатлительности, в эмоциональной возбудимости и т. п.
Психические свойства темперамента, несомненно, теснейшим образом связаны с телесными свойствами организма — как врождёнными особенностями строения нервной системы (нейроконституции), так и функциональными особенностями (мышечного, сосудистого) тонуса органической жизнедеятельности. Однако динамические свойства деятельности человека не сводимы к динамическим особенностям органической жизнедеятельности; при всём значении врождённых особенностей организма, в частности его нервной системы, для темперамента, они всё же лишь исходный момент его развития, не отрывного от развития личности в целом.