Domeniul științei vorbirii implică o concentrare holistică asupra studiilor de anatomie, neurologie și acustică. Deși un accent deosebit se pune pe găsirea unor modalități de îmbunătățire a vorbirii pentru vorbitorii cu dizabilități, un alt domeniu mai larg de studiu este modul în care creierul procesează informațiile pe care oamenii aleg să le spună, precum și modul în care procesează ceea ce spun alții. În 2011, știința vorbirii tocmai a descoperit cum aceleași părți ale creierului sunt responsabile atât pentru vorbire, cât și pentru auz, cu excepția părții care mișcă gura, buzele și diafragma pentru a oferi cuvintelor zbor.
Un obiectiv principal al oricărui curs de studiu în știința vorbirii este de a oferi o înțelegere a modului în care creierul dezvoltă vorbirea și procesează vorbirea altora. Numai în producție, este nevoie de aproximativ 100 de mușchi ai feței, gâtului și plămânilor pentru a forma cuvinte potrivite pentru vorbire. Aceasta nu include nici măcar funcțiile creierului necesare pentru a lega toate acțiunile în acțiunea aparent singulară de a vorbi.
Acest proces destul de simplu este principala preocupare pentru logopedii din întreaga lume. Aerul este produs în plămâni și forțat în sus, formând o formă fonică generală în gât și cutia vocală, apoi o formă mai articulată prin contracțiile mușchilor din gură și față. Ușoare inflexiuni în aceste grupe musculare produc nenumăratele de sunete și tonuri necesare pentru exprimarea limbajului. Dacă cineva a suferit un accident vascular cerebral sau s-a născut cu o problemă de vorbire, anumite sunete pot fi greu de scos din cauza leziunilor nervoase sau a moștenirii genetice, ceea ce înseamnă că câțiva sau mai mulți dintre mușchii necesari vorbirii normale sunt paralizați.
O altă preocupare majoră a științei vorbirii este modul în care creierul procesează vorbirea, care este cunoscută sub numele de audiologie. Aceasta combină, de asemenea, procesele fizice și mentale. Vorbirea sub formă de unde sonore pătrunde în canalul auditiv al ascultătorului și sare în timpanul urechii. Energia tonală și vibrațională din fiecare sunet specific este apoi tradusă în urechea internă pentru a deveni semnale neuronale pe care creierul le poate procesa pentru a transmite sens.
Deși o mare parte din știința vorbirii se ocupă de procese fizice și de condiții patologice debilitante, alți cercetători sunt la fel de preocupați de acustica vorbirii. Oamenii de știință în vorbire studiază, de asemenea, natura sunetului și modul în care acesta se mișcă de la gură la ureche în fascicule de molecule vibrante. Lungimea fiecărei undă făcută de orice silabă sau cuvânt dat va varia, la fel ca și forța sa de vibrație, care este cunoscută sub numele de amplitudine.