Se llama fonología al estudio de la clasificación de los sonidos de una lengua, de modo que los sonidos de cada grupo son percibidos por los hablantes como un único elemento básico del sistema, llamado fonema, que tiene carácter distintivo con relación a los sonidos de otros grupos. Cada uno de los sonidos que corresponde a un fonema se llama alófono.
Al contrario que la fonética, que estudia los sonidos desde el punto de vista físico y por tanto es común a todas las lenguas, la fonología es específica de cada lengua.
La fonología está muy estrechamente vinculada con la ortografía, pues esta última se basa, en la mayoría de las lenguas de escritura latina, en la fonología, no en la fonética.
Así, por ejemplo en español los sonidos [d] y [ð] se corresponden con el fonema /d/, es decir, son dos alófonos de /d/, y se escriben con un único signo (la letra d). En cambio, en inglés [d] y [ð] son fonemas distintos, escritos de modo diferente (d y th, respectivamente).
Los fonemas y su clasificación, incluyendo la forma como se combinan, son las unidades que nos permiten distinguir unas palabras de otras. Así, /s/ y /l/ son fonemas distintos porque casa y cala son palabras distintas. Por ejemplo, si en español se reemplaza el hiato /í.o/ (con la i tónica) por el diptongo /ió/ se forma una palabra distinta: no es lo mismo lío (‘embrollo’ y el presente de liar) que lio (pasado de liar). En cambio, reemplazar el hiato /i.ó/ (con la i átona) por el diptongo /ió/ no formaría una nueva palabra, sino que serían dos variantes fonéticas del mismo grupo fonológico, es decir, dos posibles pronunciaciones de una misma palabra.