Основу для розробки дійсно наукової теорії темпераменту створило навчання І.П. Павлова про типологічні властивості нервової системи, з якими він зв'язав чотири типи темпераменту.

Властивості нервової системи є природженими індивідуальними особливостями людини, які прямо або побічно роблять вплив абсолютно на всі компоненти психічної організації людини, його поведінку і діяльність. Встановлено, що властивості нервової системи виявляються в завдатках і розвитку здібностей, потребах, мотивах і мотиваційних установках, темпераменті і схильності до конкретних психічних станів, переносимості інтелектуальних і фізичних навантажень, індивідуальному стилі і успішності виконання діяльності.

Павлов виділив три основні властивості нервової системи: силу, врівноваженість і рухливість збудливого і гальмівного процесів. З ряду можливих поєднань цих властивостей Павлов виділив чотири, за його даними, основні, типові комбінації у вигляді чотирьох типів вищої нервової діяльності.

Їх прояви в поведінці Павлов поставив в прямий зв'язок з античною класифікацією темпераменту. Сильний, урівноважений, рухомий тип нервової системи розглядався їм як відповідний темперамент сангвініка; сильний, урівноважений, інертний - темперамент флегматика; сильний, неврівноважений - темперамент холерика; слабий - темперамент меланхоліка. Проте навіть при масовому підході достатньо рідко можна знайти або підібрати яскравих представників із заданими комбінаціями властивостей нервової системи, переважна більшість людей при масовому обстеженні буде віднесена до так званих варіацій основних типів нервової системи.

Сила нервової системи розглядається як здатність кліток великих півкуль зберігати працездатність. В цій властивості виділялися дві сторони:

а) "працездатність у вузькому значенні", тобто здатність тривало витримувати концентроване збудження, не знаходячи позамежного гальмування

б) здатність позамежного гальмування у відповідь на дію одиничного, але для даних умов надмірно сильного подразника

Для слабих нервових систем характерні більший початковий ефект, більш швидке наближення до межі і більш раннє досягнення межі даної функції, тоді як сильні нервові системи характеризуються, навпаки, меншим ефектом при мінімальних значеннях стимулу, більш повільним наближенням до межі функції і більш пізнім досягненням цієї межі. Вказані відмінності можна пояснити, тільки допущенням, що слаба нервова система володіє більш низьким абсолютним порогом, через що стимуляція, падаюча на неї, має більший фізіологічний ефект, ніж та ж по фізичній інтенсивності стимуляція, що приймається сильною нервовою системою.

Врівноваженість нервових процесів - рівновага процесів збудження і гальмування. Відношення сили обох процесів вирішує, чи є даний індивід урівноваженим або неврівноваженим, коли сила одного процесу перевершує силу іншого.

Рухливість – швидкість перебудови реакцій з одного сигнального значення подразника на протилежний. В роботах павловської школи при визначенні рухливості виділялися дві сторони цієї властивості: швидкість виникнення, протікання і припинення нервового процесу - одна сторона; швидкість переходу від збудження до гальмування і назад - інша сторона. Крім того, деякі дослідники виділяють ще і третю сторону цієї властивості - швидкість утворення позитивних і гальмівних умовних зв'язків.

Теплов вважав, що здатність швидко реагувати на зміни в навколишньому середовищі, якому визначається рухливість, має складну природу і тому в різних дослідженнях виступають різні прояви цієї властивості. Всі вони виходять безпосередньо з трьох сторін рухливості, виділених раніше, і всі вони неодмінно характеризуються швидкістю: "можна сказати, що під рухливістю в широкому значенні цього терміну розуміють всі характеристики роботи нервової системи, залежні від чинника часу, всі ті форми цієї роботи, до яких застосовна характеристика швидкості".

Динамічність – швидкість утворення умовного рефлексу. Вона визначається швидкістю реагування на зовнішній подразник, який в процесі утворення умовного рефлексу стає сигналом сприятливої (позитивної – що викликає збудження) або несприятливої (негативної – вимагаючої уникнення і гальмування) ситуації. Динамічність – це один з основних чинників швидкості процесу навчання і пов'язаний з успішністю і швидкістю формування адекватних реакцій. Саме дією цього чинника визначається швидкість первинного пристосування організму до впливу виниклих умов ще задовго до того, як з'явиться необхідність тривалої підтримки реакцій на рівні норми (сила нервової системи) або зміни образу дій на протилежний (рухливість нервових процесів).

ХОЛЕРИК – характеризується високим рівнем психічної активності, енергійністю дій, різкістю, стрімкістю, силою рухів, їх швидким темпом, поривчастим. Він схилений до різких змін настрою, запальний, нетерплячий, схильний емоційним зривам, іноді агресивний. Недостатня емоційна і рухова врівноваженість холерика може виливатися за відсутності належного виховання в нестриманість, запальність, нездатність до самоконтролю при емоціогенних обставинах.

САНГВІНІК – характеризується високою психічною активністю, працездатністю, стрімкістю і жвавістю рухів, різноманітністю і багатством міміки, швидкою мовою. Вони прагнуть частої зміни вражень, легко і швидко озиваються на оточуючі події, товариські. Емоції – переважно позитивні – швидко виникають і швидко зміняються. Порівняно легко і швидко переживає невдачу. За несприятливих умов і негативних виховних впливів рухливість може вилитися у відсутність зосередженості, невиправдану поспішність вчинків, поверхневість.

ФЛЕГМАТИК – цей тип темпераменту характеризується низьким рівнем психічної активності, повільністю, невиразністю міміки. Він нелегко перемикається з одного виду діяльності на іншій і важко пристосовується до нової обстановки. У флегматика переважає спокійний рівний настрій. Відчуття і настрої звичайно відрізняються постійністю. У разі невдалих виховних впливів у нього може розвинутися млявість, бідність емоцій, схильність до виконання одноманітних дій.

МЕЛАНХОЛІК – характеризується низьким рівнем психічної активності, сповільненістю рухів, стриманістю міміки і мови, швидкою стомлюваністю. Його відрізняють висока емоційна чутливість до що відбуваються з ним подій, звичайно що супроводиться підвищеною тривожністю, глибина і стійкість емоцій при слабому їх зовнішньому прояві, причому переважають негативні емоції. При недоліку відповідних виховних дій у меланхоліка може розвинутися підвищена емоційна ранима, замкнутість, відчуженість, боязнь нових ситуацій, людей і різного роду випробувань.

Приведені дані показують, що залежно від умов формування особи кожний тип темпераменту може характеризуватися комплексом як позитивних, так і негативних психологічних рис: «кращих» або «гірших». Тільки позитивних, або тільки негативних темпераментів не існує.