语音学的言语感知过程通常分为四个关键阶段：听觉感知、语音分析、音位识别和语法结构理解。
首先，听觉阶段是声音感知的基础，接收的是语音的物理参数，如频谱结构、基频、振幅和时长。这些物理特性转化为一系列随时间变化的声型，刺激听觉神经。这些声型对应于语言中的音位、声调、响度和节奏，构成我们对语音的第一层感知。不同个体由于母语习惯的差异，对这些声型的识别和理解可能存在区别。
进入第三阶段，听者会根据自身的语言知识或学习，将听到的语音归类并识别出特定的音位特征。这需要对语言音系有深入的了解和理解，以便准确区分不同的语音元素。
最高阶段是语法结构感知，它包含直接和间接两种方式。直接感知是基于声音参数的，例如通过声音的强弱变化、基频的起伏和音节节奏来区分词义或语义。然而，语音在实际语言中的动态变化可能使一些音节发生变化，如因前后音影响而变音、在快速语流中丢失，甚至被其他声音打断。尽管如此，听者仍能通过整体语境感知到这些细节，这在很大程度上依赖于社会和文化因素。
值得注意的是，不同母语背景的听者可能会因为语言差异产生感知上的偏差，有时甚至会用一种“中间语”的方式去理解和模仿。这表明语音感知并非纯粹的物理过程，而是受个体经验和语言环境的深刻影响。
研究语言感知的学科， 又称言语的感知 （speech perception）。语音由说话人说出,成为言语波,通过空气传到听话人耳中，经过听觉机制、神经系统而使对方理解。广义地说,这一全部过程都是言语的感知过程。听觉的研究属于生理方面，神经系统的研究属于感知方面。语言的感知研究要用间接实验来进行，和语言学、语音学有密切关系，因此成为一门独特的学科。