Psykolingvistiikka on tutkimus siitä, miten ihmiset hankkivat, tulkitsevat ja käyttävät kieltä. Tutkimus sisältää sekä psykologiset että neurobiologiset tekijät. Alalla se on kasvanut monitieteisestä työstä sellaisilla aloilla kuin kognitiivinen psykologia, neurotiede, sovellettu kielitiede ja informaatioteoria.
Kielitieteilijä ja sosiaalikriitikko Noam Chomsky oli psykolingvistiikan edelläkävijä ja väitti, että kaikilla normaaleilla ihmisillä on synnynnäinen kielitaito ja että kaikilla ihmiskielillä on yhteinen perusrakenne, joka tunnetaan yleisenä kieliopina. Tämä haastaa suoraan käyttäytymiseen liittyvät oppimisteoriat, joiden mukaan kieli ei ole synnynnäinen vaan opittu askel askeleelta matkimalla ja vahvistamalla. Tämä on jatkuva keskustelu.
Kielten hankkiminen on tärkeä osa -alue psykolingvistiikassa, ja sitä on tutkittu yleisimmin pienillä lapsilla, jotka oppivat äidinkieltään. Toisen kielen oppiminen on myös tämän alan opiskeluaihe, jossa tutkitaan esimerkiksi miksi toisen kielen oppiminen on lapsille helpompaa kuin useimmille aikuisille. Se myös kyseenalaistaa, miksi muilla kuin äidinkielenään puhuvilla voi olla vaikeuksia erottaa toisiaan ja lausua niitä ääniä, jotka ovat välttämättömiä mielekkäälle puheelle toisella kielellään, kun nämä äänet eivät ole läsnä tai erotettavissa äidinkielellään.
Puheen havaitseminen on toinen psykolingvistiikan painopiste ja käsittelee sitä, miten ihmiset ymmärtävät ja käsittelevät puhetta reaaliajassa. TRACE -malli on puheentunnistuksen teoria, jossa eri prosessointiyksiköiden väliset vuorovaikutukset antavat ihmisten käsitellä puhetta sen kuullessaan. TRACE -mallin tietokonesimulaatiot on rakennettu, ja niitä käytetään testaamaan, miten ihmiset käsittelevät puhetta erityisesti foneemitasolla – pienimmässä merkityksellisessä äänenyksikössä.
Neurolingvistiikka on ala, joka liittyy läheisesti psykolingvistiikkaan ja keskittyy erityisesti aivojen kieleen liittyviin fysiologisiin reaktioihin. Tämän alan tutkijat käyttävät aivokuvantamista ja muita neurotiedepohjaisia tekniikoita tutkiessaan teorioita, jotka tulevat pääasiassa psykolingvistiikasta ja teoreettisesta kielitieteestä. Afaasiatutkimus on tärkeää myös neurolingvistiikassa. Afaasiat ovat kielellisiä puutteita, kuten menetys johdonmukaisten ja merkityksellisten lauseiden muodostamiseen, kuten Wernicken afasia, jotka johtuvat aivovaurioista.
Psykolingvististä tutkimusta on sovellettu myös muilla aloilla. Näitä ovat lukemisen ja kirjoittamisen opiskelu kasvatuspsykologiassa, kuinka eläimet yhdistävät äänen merkitykseen eläinkielen tutkimuksessa, ja tekoälyjärjestelmien kehittäminen tietotekniikassa. Se kehittyy edelleen monimutkaiseksi, monitieteiseksi opintoalueeksi.