Fonologija yra kalbos garsų ir kalbos modelių tyrimas. Šaknis „telefonas“ fonologijoje yra susijęs su garsais ir kilęs iš graikų kalbos žodžio phonema, reiškiančio garsą. Fonologija siekia atskirti garsus, leidžiamus visomis žmonių kalbomis. Universalių ir neuniversalių garsų savybių identifikavimas yra esminis fonologijos komponentas, nes visose kalbose naudojami skiemenys ir balsių bei priebalsių formos.
Skiemenys yra susiję su šnekamosios kalbos laiku, nes kiekvieno žodžio išsakymas užima tam tikrą laiko dalį. Skiemeniai yra kalbos matavimo vienetai. Balsiai leidžia orui išeiti iš burnos ir nosies neužkimšti, o priebalsiai labiau uždengia balso taką liežuviu. Išgirsta trintis, kuri yra priebalsis, susidaro iš oro, kuris negali ištrūkti, kai burna ištaria priebalsį.
Fonemos yra kalbos garso vienetai, perteikiantys reikšmę. Pavyzdžiui, pakeitus žodžio skiemenį, pasikeis jo reikšmė, pvz., pakeitus „a“ žodį „mad“ į „o“, kad gautųsi „mod“. Fonema taip pat gali neturėti jokios reikšmės sukuriant neegzistuojančius žodžius, pvz., „m“ pakeitus „mad“ arba „mod“ į „j“, kad gautų „jad“ arba „jod“. Fonemos skiriasi nuo morfemų ir grafemų. Morfema nurodo pagrindinius gramatikos vienetus, o grafema yra pagrindinis rašytinės kalbos vienetas.
Užtikrinti, kad kalboje būtų vartojamas tinkamas tarimas, yra praktinis fonologijos pritaikymas. Pavyzdžiui, fonologija naudoja simbolius, kad atskirtų tam tikros balsės garsus. Balsės skirstomos į „priekinę“, „centrinę“ ir „galinę“ priklausomai nuo žandikaulio ir liežuvio padėties, kai skamba balsių garsai. Fonologija taip pat atkreipia dėmesį į lūpų padėtį, pvz., jei lūpos yra išskleistos arba suapvalintos, taip pat ar balsių garsas yra ilgas ar trumpas.
Balsio simbolis tokiuose žodžiuose kaip „šaltas“ arba „alvas“ fonologijoje yra /i/ ir reiškia priekinį trumpą balsį, ištartą liežuviu aukštai ir išskėstomis lūpomis. Priešingai, balsio simbolis tokiuose žodžiuose kaip „mėnulis“ arba „mėlynas“ fonologijoje yra /u:/ ir reiškia nugarą, ilgą balsį, ištartą liežuviu aukštai, bet suapvalintomis lūpomis.