哈洛和他的同事们把一只刚出生的婴猴放进一个隔离的笼子中养育，并用两个假猴子替代真母猴。这两个代母猴分别是用铁丝和绒布做的，实验者在“铁丝母猴”胸前特别安置了一个可以提供奶水的橡皮奶头。按哈洛的说法就是“一个是柔软、温暖的母亲，一个是有着无限耐心、可以24小时提供奶水的母亲”。刚开始，婴猴多围着“铁丝母猴”，但没过几天，令人惊讶的事情就发生了：婴猴只在饥饿的时候才到“铁丝母猴”那里喝几口奶水，其他更多的时候都是与“绒布母猴”呆在一起；婴猴在遭到不熟悉的物体，如一只木制的大蜘蛛的威胁时，会跑到“绒布母猴”身边并紧紧抱住它，似乎“绒布母猴”会给婴猴更多的安全感。
哈洛从这个“代母养育实验”中观察到了一些问题：那些由“绒布母猴”抚养大的猴子不能和其他猴子一起玩耍，性格极其孤僻，甚至性成熟后不能进行交配。于是，哈洛对实验进行了改进，为婴猴制作了一个可以摇摆的“绒布母猴”，并保证它每天都会有一个半小时的时间和真正的猴子在一起玩耍。改进后的实验表明，这样哺育大的猴子基本上正常了。
哈洛等人的实验研究结果，用他的话说就是“证明了爱存在三个变量：触摸、运动、玩耍。如果你能提供这三个变量，那就能满足一个
灵长类动物的全部需要。”
