Исходя из того, что психическая деятельность возникает в результате работы мозга, он считал возможным опираться главным образом на достижения физиологии, и прежде всего на учение об условных рефлексах. Таким образом, Бехтерев создает целое учение, названное им рефлексологией, которое фактически продолжило дело объективной психологии Бехтерева.

В 1907—1910 гг Бехтерев опубликовал три тома книги «Объективная психология». Ученый утверждал, что все психические процессы сопровождаются рефлекторными двигательными и вегетативными реакциями, которые доступны наблюдению и регистрации.

Для описания сложных форм рефлекторной деятельности Бехтерев предложил термин «сочетательно-двигательный рефлекс» Также он описал целый ряд физиологических и патологических рефлексов, симптомов и синдромов.

Открытые Бехтеревым физиологические рефлексы (лопаточно-плечевой, рефлекс большого веретена, выдыхательный и др.) позволяют определить состояние соответствующих рефлекторных дуг, а патологические (тыльностопный рефлекс Менделя—Бехтерева, запястно-пальцевой рефлекс, рефлекс Бехтерева—Якобсона) отражают поражение пирамидных путей. Симптомы Бехтерева наблюдаются при различных патологических состояниях: спинной сухотке, седалищной невралгии, массивных мозговых инсультах, анги-отрофоневрозах, патологических процессах в оболочках основания мозга и т.д.

Для оценки симптомов Бехтерев создал специальные приборы (альгезиметр, позволяющий точно измерять болевую чувствительность; барэстезиометр, измеряющий чувствительность к давлению; миоэстезиометр — прибор для измерения чувствительности и т.д ).

Бехтерев также разработал объективные методы изучения нервно-психического развития детей,