Το ανθρώπινο κινητικό σύστημα έχει την ικανότητα να μαθαίνει κινήσεις μέσα από την πράξη και την εμπειρία. Ο έλεγχος της κίνησης είναι άμεσα συνδεδεμένος με την οργάνωση του Κεντρικού Νευρικού Συστήματος (ΚΝΣ). Η κίνηση παράγεται από το ΚΝΣ και κάθε άτομο έχει μοναδική κινητική συμπεριφορά η οποία ονομάζεται κινητικό πρότυπο. Η κινητική μάθηση περιλαμβάνει την προσαρμογή του ΚΝΣ, την απόκτηση δεξιοτήτων και την λήψη αποφάσεων.
Είναι η ικανότητα εκμάθησης νέων κινητικών προτύπων και δεξιοτήτων και τροποποίηση υφιστάμενων, που κυμαίνεται από ένα μωρό που μαθαίνει να περπατάει μέχρι την επανεκπαίδευση ενός ενήλικα έπειτα από μια νευρολογική βλάβη. Η διαδικασία αυτή βασίζεται στην αλληλεπίδραση του ατόμου, της συγκεκριμένης δραστηριότητας και του περιβάλλοντος. Η κινητική μάθηση, λοιπόν, αποτελείται από τις διαδικασίες που σχετίζονται με την εξάσκηση και την εμπειρία και οδηγούν σε σχετικά μόνιμες αλλαγές στην ικανότητα εκτέλεσης δραστηριοτήτων.
Ο εγκέφαλος δεν αναγνωρίζει μεμονωμένους μυς για την επίτευξη μιας κίνησης αλλά πρότυπα κίνησης. Η παρεγκεφαλίδα και τα βασικά γάγγλια είναι οι πρωτογενείς περιοχές του εγκεφάλου που επηρεάζουν την κινητική μάθηση. Ο προηγμένος ανθρώπινος εγκέφαλος είναι ικανός να τελειοποιεί τις κινητικές δεξιότητες με την επαναλαμβανόμενη εκπαίδευση. Το κλειδί αυτής της ικανότητας είναι η αυτοματοποίηση των κινήσεων, όπως για παράδειγμα, θα συμφωνήσουν οι περισσότεροι άνθρωποι ότι η οδήγηση ενός οχήματος γίνεται σχεδόν μηχανικά όσο περισσότερο οδηγάς.
Ένα άλλο καλό παράδειγμα εκμάθησης κινητικών προτύπων είναι όταν μαθαίνει ένα παιδί να χρησιμοποιεί ένα ψαλίδι ή να οδηγά ένα ποδήλατο. Ένα νεαρό άτομο μπορεί να μάθει να παίζει ένα μουσικό όργανο εξασκώντας τα δάχτυλά του και το μυαλό του σε μία καινούρια δεξιότητα. Η κινητική μάθηση επίσης μπορεί να βελτιώσει τις ήδη υπάρχουσες δεξιότητες. Μαθαίνοντας κάποιος να ζωγραφίζει, χρησιμοποιεί παρόμοια κινητικά πρότυπα που απαιτούνται όταν μαθαίνει να γράφει. Η ισορροπία και τα αντανακλαστικά που απαιτούνται όταν κάποιος κωπηλατεί ή κάνει καγιάκ, έχει ως αποτέλεσμα την βελτίωση της ικανότητας εγρήγορσής του ως μοτοσυκλετιστή.
Στον τομέα της αποκατάστασης η κινητική μάθηση έχει κύριο λόγο. Παραδείγματα όπως ένα τραυματισμό στην ποδοκνημική ή μια επέμβαση αρθροπλαστικής είναι μερικά στα οποία μετά από αρκετή ανάρρωση γίνεται επανεκπαίδευση των δεξιοτήτων με σκοπό το άτομο αυτό να επιστρέψει στις δραστηριότητές του το γρηγορότερο δυνατόν. Μετά από ένα εγκεφαλικό επεισόδιο, η επανεκπαίδευση δεξιοτήτων μέσα από λειτουργικές δραστηριότητες είναι επιτακτική. Πολλές φορές σε αυτές και σε άλλες περιπτώσεις χρειάζεται εκμάθηση εντελώς καινούριων κινητικών προτύπων.
Γενικά, δεν είναι µόνο το ποσό της εξάσκησης που καθορίζει πόσο καλά έχει μαθευτεί µια δεξιότητα αλλά και το πώς αυτή διδάσκεται από τον φυσιοθεραπευτή. Ο τύπος, η ποικιλία και η ποιότητα της εξάσκησης, προσαρμοσμένη στην ικανότητα του ασκούμενου να την εκμεταλλευτεί και να είναι προσανατολισμένη σε έναν στόχο, έχει τα επιθυμητά αποτελέσματα.