加涅提出了 累积学习的模式，也被称为学习的层次理论。他认为，学习任何一种新的知识技能都是以已经习得的、从属于它们的知识技能为基础的。加涅的学习理论将学习过程看作是信息加工流程，并提出了学习过程的八个阶段和相应心理过程的假设，即动机阶段、了解（领会）阶段、获得阶段、保持阶段、回忆阶段、概括阶段、操作阶段和反馈阶段。

此外，加涅还提出了学习的条件论，他认为学习的条件有内部的和外部的，教学过程就是要根据学生的内部加工过程，安排适当的外部学习条件。加涅的最大贡献在于将教学目标归纳为五种学习结果：智慧技能、认知策略、言语信息、态度和动作技能。

加涅的理论对教学设计有重要影响，他提出了根据学习结果分类和创设多样化外部条件的教学设计理论，并强调内部条件和外部条件对教学活动的影响。加涅的信息加工学习理论结合了行为主义和认知主义的观点，提出了信息加工模型，包括信息的三级加工系统、执行控制系统和期望系统。