本世纪初，巴甫洛夫在进行多年的高级神经活动机能研究之后，认识到分析和判别外界信号刺激是中枢神经系统的重要机能活动，他将执行分析外界复杂环境各种个别要素的系统称为分析器。他认为每一个分析器均由三部分组成:

(1)外周感受器，对某一种适宜刺激具有高度敏感性，能将刺激能量转换成神经能量(神经冲动)，起着换能器的作用，也是对这种能量进行的第一步分析;

(2)中间部分，包括*神经的传入通路以及在中枢各个水平的神经元转换站(各级反射中枢);

(3)不同区域的大脑皮层，即所谓分析器的高级部位。巴甫洛夫认为各种感觉信息(视、听、嗅、味以及皮肤感觉的信息)都在相应的皮层区，进行精细的、最后的分析，并转化为感觉。分析器学说为巴甫洛夫学派一家之言，它与现代感觉生理的许多基本理论是一致的。从感觉生理学的发展角度来看，这一学说具有一定的意义。但"分析器"这一概念和术语使用并不广泛，其原因是它没有包括现代感觉生理以外的其他实质问题或是更多的内容。

巴甫洛夫用条件反射方法证明，动物对外界现象的分析能力取决于分析器脑末端的损伤程度，分析器脑末端破坏得越厉害，分析功能便越小越差，形成条件反射的能力也越差。

关于分析器脑末端的定位问题，巴甫洛夫反对严格的定位观，主张动态的定位观。他以实验证明，先前确定的分析器界限是不正确的，实际上它们广阔得多，它们之间是难于明确划分界限的，彼此是混合和交织起来的。他认为，分析器的脑末端有集中的区域，称为核心区，也有分散的外围部分。核心区分化程度最高，外围部分完成同样的功能，但精确程度较低，不够完备。

分析器由外围部分、传导部分和中枢脑末端部分构成。如视分析器的外围部分是视网膜，传导部分是视神经，中枢部分是视神经终点所在的脑细胞。把所有这些部分联合成一个机构，就是分析器。所以称之为分析器，是由于当时的材料还不足以把外围部分和中枢部分的工作明确划分开来。巴甫洛夫强调了分析器作为一个整体的作用，强调了分析器脑末端的作用。