Kalbos mokslo sritis apima holistinį dėmesį anatomijos, neurologijos ir akustikos tyrimams. Nors ypatingas dėmesys skiriamas neįgaliųjų kalbėjimo tobulinimo būdų paieškai, kita platesnė tyrimo sritis yra tai, kaip smegenys apdoroja informaciją, kurią žmonės pasirenka pasakyti, ir kaip apdoroja tai, ką sako kiti. 2011 m. kalbos mokslas ką tik atskleidė, kaip tos pačios smegenų dalys yra atsakingos ir už kalbėjimą, ir už klausą, išskyrus tą, kuri judina burną, lūpas ir diafragmą, kad žodžiai paskristų.
Pagrindinis bet kurio kalbos mokslo studijų kurso tikslas yra suteikti supratimą, kaip smegenys vysto kalbą ir apdoroja kitų kalbą. Vien gaminant reikia apie 100 veido, gerklės ir plaučių raumenų, kad būtų suformuoti žodžiai, tinkami kalbėti. Tai netgi neapima smegenų funkcijų, reikalingų susieti visus veiksmus su iš pažiūros vieninteliu kalbėjimo veiksmu.
Šis gana paprastas procesas yra pagrindinis viso pasaulio logopedų rūpestis. Plaučiuose gaminamas oras ir spaudžiamas aukštyn, suformuojant bendrą garsinę formą gerklėje ir balso langelyje, o vėliau susitraukiant burnos ir veido raumenims, susidaro labiau artikuliuota forma. Nedideli šių raumenų grupių linksniai sukuria daugybę garsų ir tonų, reikalingų kalbai išreikšti. Jei kas nors patyrė insultą arba gimė su kalbos sutrikimu, tam tikrus garsus gali būti sunku skleisti dėl nervų pažeidimo arba genetinio paveldėjimo, o tai reiškia, kad keli ar keli normaliai kalbai reikalingi raumenys yra paralyžiuoti.
Kitas svarbus kalbos mokslo rūpestis yra tai, kaip smegenys apdoroja kalbą, kuri žinoma kaip audiologija. Tai taip pat sujungia fizinius ir psichinius procesus. Kalba garso bangų pavidalu patenka į klausytojo ausies kanalą ir atsimuša į ausies būgnelį. Tada kiekvieno konkretaus garso toninė ir vibracinė energija paverčiama vidinėje ausyje ir tampa nerviniais signalais, kuriuos smegenys gali apdoroti, kad perteiktų prasmę.
Nors didžioji kalbos mokslo dalis yra susijusi su fiziniais procesais ir sekinančiomis patologinėmis sąlygomis, kiti tyrinėtojai taip pat yra susirūpinę kalbos akustika. Kalbos mokslininkai taip pat tiria garso prigimtį ir jo judėjimą tarp burnos iki ausies vibruojančių molekulių pluoštuose. Kiekvienos bangos, kurią sukuria bet koks skiemuo ar žodis, ilgis skirsis, kaip ir jos vibracinė jėga, vadinama amplitudė.