赫布律是心理学家唐纳德·赫布Donald Olding Hebb 1904.07.22－1985.08.20提出的关于神经元之间联系的变化规律的定律。赫布的理论认为在同一时间被激发的神经元间的联系会被强化。比如，铃声响时一个神经元被激发，在同一时间食物的出现会激发附近的另一个神经元，那么这两个神经元间的联系就会强化，形成一个细胞回路，记住这两个事物之间存在着联系。

赫布律基于三个基本假设：

共同激活的神经元成为联合。

联合能发生在相邻的或疏远的神经元间，即整个皮层是联合存储。

如果神经元成为联合，它们将发展成为功能体，细胞集合。

不是所有输入信号都能激发神经细胞产生自己的信号。神经元就像个微处理芯片，它通过突触接收大量的信号，并且不断地把从突触接收到的输入信号进行整合。但不同的是，微处理器有许多输出途径，神经元则只有一个，就是它的轴突。所以，神经元对输入信号的反应方式只有一个：要么通过轴突激发一个冲动，向回路中相邻的一个神经元发出信号，要么相反，不发出信号。

当神经元接收这样一个信号时，它的树突上的跨膜电位差轻微地升高，这种膜电位的局部改变被称为神经元突触的“激发”。当突触快速、高频地激发，就会发生一过性强化，即在短时记忆形成过程中观察到的变化。但是通常单个突触短暂地激发不足以使一个神经元发放冲动，即术语称的动作电位。当神经元的许多突触一起激发，共同的作用下就会改变神经元膜电位，产生动作电位，把信号传递到回路中的另一个神经元。

赫布认为，就像管弦乐队的一个不合拍的演奏者一样，如果神经元上的一个突触不能和其他的突触同步激发，就会被当作蹩脚的角色剔除。但是那些同步激发的突触 - 其强度足以使神经元发放动作电位 - 就会被强化。这样一来，大脑根据神经冲动流的方向，发展神经回路，逐步精化和完善，建立起大脑神经元间的网络联系。

他的《行为的组织》一书书中有一个后来被广泛引用的段落：“当细胞 A 的一个轴突和细胞 B 很近，足以对它产生影响，并且持久地、不断地参与了对细胞 B 的兴奋，那么在这两个细胞或其中之一会发生某种生长过程或新陈代谢变化，以致于 A 作为能使 B 兴奋的细胞之一，它的影响加强了。”这个机制以及某些类似规则，现在称为赫布律，又称突触学习学说。

赫布律的主要理论名词是“细胞集合”（cell assemblies）和“阶段顺序”。细胞集合是与环境事物连结的神经细胞组。假如与此神经细胞组联结的事物没有出现，而此神经细胞组则会经验到此物体的观念。任何重复的刺激会在脑中兴奋一群特定的细胞。这一群细胞分布在大脑皮层、间脑（视丘与下视丘）以及基底核，可以在刺激的触发下暂时成为一封闭系统，透过他们之间众多的联络神经，使兴奋活动在系统内维持一段相当的时间。细胞集团理论有下列的特性：

知觉获知是在神经系统中的表征是一群而不是一个细胞，因此这是一个较为分散的表征系统。同时，表征不同的心智活动，并不完全系于细胞的独特身份，因为一个细胞可同时参与几个细胞集团。

在细胞集合中，无论是组成分子或是联络通路，均有相当程度的余裕性，所以容许神经系统有部分的破坏，依然能执行所负担的功能。同时这些平行通路可容许由不同的部位到达兴奋全体的目的。

细胞集合的成立虽然依赖连结，但连结的成果并非使刺激直通于反应，而是在中枢建立一个有缓冲作用（使刺激的影响能盘桓较久）的回路。

人的大脑神经元运作的方式的确和原子内粒子的运作方式类似，人类的大脑的确是所有神经网络的总和。每个神经元本身并不重要，重要的是这些神经元怎么联合起来，联合起来可以做些什么事，这才是的细胞集合的核心。

阶段顺序是一连串交互关联的细胞组合。如果在一个环境中，一连串的事件典型地同时发生，这在神经层次上则代表着阶段顺序。阶段顺序的激发导致了相关观念的产生，阶段顺序在多次进行后，往往有跳跃的现象出现，这种在细胞集合或阶段顺序熟练运作后所产生的精简过程称之为分馏化。分馏化的存在隐含着一项知识在熟练之后，只需触动较少的神经细胞，便可引发该项知识。这说明何以破坏成人皮层前叶并不影响其智力。早期的学习依赖细胞集合的建立或阶段顺序的安排。后期的学习则注重阶段顺序的重新整合。对于赫布来说学习有二种。第一是在幼年时期缓慢建立的细胞组合及阶段顺序。第二是可以描述成人生活特征的顿悟学习。成人的学习是把细胞组合及阶段顺序重加安排，而不涉及它们的发展。