Najbardziej znaną teorią Thorndike'a jest tzw. prawo efektu (ang. law of effect) - reakcja, która spowodowała satysfakcjonujący rezultat, w danej sytuacji, będzie z większym prawdopodobieństwem powtarzana w przyszłości; natomiast reakcja, która spowodowała niesatysfakcjonujący rezultat, będzie z większym prawdopodobieństwem niepowtarzana w przyszłości. Prawo to dotyczy wszystkich zwierząt (również ludzi).
W 1898 rozpoczął nauczanie psychologii w college'u dla kobiet na Western Reserve University w Cleveland, Ohio; w 1899, na skutek rekomendacji W. Jamesa, został wykładowcą psychologii w Teachers College, Columbia University, tytuł profesora psychologii wychowania i nauczania otrzymał w 1904, w 1922 dodatkowo pełnił obowiązki dyrektora sekcji psychologii w Institute od Educational Research; na emeryturę przeszedł w 1940, nie zaprzestając działalności pisarskiej, w 1949 opublikował Selected Writings From a Connectionist's Psychology. Publikacje Jest autorem ponad 500 opublikowanych prac.