Η επεξεργασία προτάσεων είναι ένας κλάδος της ψυχογλωσσολογίας που μελετά πώς ο νους κατανοεί τις σχέσεις μεταξύ των λέξεων σε μια πρόταση και αντλεί νόημα από εκφράσεις. Οι προσεγγίσεις στην επεξεργασία προτάσεων διαφέρουν με βάση την κατανόηση του ρόλου των γενικών γνωστικών λειτουργιών, σε αντίθεση με τις εξειδικευμένες γλωσσικές λειτουργίες, στη χρήση της γλώσσας. Μπορεί επίσης να διαφέρουν ως προς το αν το κύριο μέλημά τους είναι η σύνταξη ή το ευρύτερο πλαίσιο μιας πρότασης.
Μια μεγάλη πηγή διαμάχης στον τομέα της ψυχογλωσσολογίας είναι η συζήτηση σχετικά με το κατά πόσον διάφορες πτυχές της γνώσης εμπλέκονται στη χρήση της γλώσσας. Μερικοί γλωσσολόγοι φτάνουν στο σημείο να υποθέτουν ένα «μαύρο κουτί» στο μυαλό που είναι υπεύθυνο για όλες τις γλωσσικές γνώσεις και δεξιότητες, ξεχωριστά από οποιοδήποτε άλλο είδος σκέψης. Άλλοι, όπως οι υποστηρικτές της γνωστικής σημασιολογίας, βλέπουν τη γλώσσα ως πιο στενά συνδεδεμένη με τις γενικές γνωστικές λειτουργίες, ιδιαίτερα τη μνήμη.
Ειδικά στον τομέα της επεξεργασίας προτάσεων, οι ερευνητές τείνουν να χωρίζονται σε αυτά τα δύο στρατόπεδα. Μερικοί θα τείνουν να επικεντρωθούν σε εξωγλωσσικές ιδιότητες της γνώσης, όπως η λεκτική μνήμη εργασίας, για να εξηγήσουν την επεξεργασία προτάσεων. Αυτοί οι ερευνητές μπορεί επίσης να ασχοληθούν με παράγοντες εξωτερικούς από το μυαλό συνολικά. Μπορούν, για παράδειγμα, να θεωρήσουν ότι η δυσκολία κατανόησης μιας πρότασης αντιστοιχεί στο πόσο παρόμοια είναι η πρόταση σε σύνταξη ή περιεχόμενο με άλλες προτάσεις που έχει συναντήσει το άτομο στο παρελθόν.
Οι θεωρητικοί της φυσικής γλώσσας, από την άλλη πλευρά, πιστεύουν ότι υπάρχουν συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου που είναι ειδικά αφιερωμένες στην κατανόηση της σύνταξης των προτάσεων που ο ακροατής δεν έχει συναντήσει ποτέ πριν. Μεγάλο μέρος της έρευνας στην επεξεργασία προτάσεων που έγινε από αυτούς τους θεωρητικούς περιλαμβάνει τη μελέτη του τρόπου με τον οποίο το μυαλό κάνει προσαρμογές κατά την ανάγνωση μιας πρότασης για να κατανοήσει το συντακτικό και σημασιολογικό της περιεχόμενο, ειδικά αν υπάρχει κάποιου είδους ασάφεια. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, η επεξεργασία προτάσεων δεν είναι πιθανό να συνδέεται άμεσα με μνήμες αποκρυπτογράφησης παρόμοιων προτάσεων στο παρελθόν, αλλά θα βασίζεται στην έμφυτη ικανότητα του νου να κατανοεί τη σύνταξη.
Μια ισχυρή θεωρία στη φυσική γλώσσα είναι γνωστή ως ελάχιστη επεξεργασία, η οποία δηλώνει ότι ο νους υποθέτει αυτόματα ότι η πρόταση θα ακολουθήσει την απλούστερη δυνατή δομή έως ότου κάτι στην πρόταση αποδείξει το αντίθετο. Για παράδειγμα, οι δύο προτάσεις «Είδα τον ελέφαντα» και «Είδα τον ελέφαντα να χορεύει» ξεκινούν με τον ίδιο τρόπο. Η πρώτη πρόταση ακολουθεί μια πολύ βασική δομή υποκειμένου-ρήμα-άμεσου αντικειμένου, αλλά η δεύτερη χρησιμοποιεί μια πρόταση στη θέση ενός άμεσου αντικειμένου. Ένα άτομο που διαβάζει ή ακούει τη δεύτερη πρόταση θα υποθέσει ότι ακολουθεί το απλούστερο μοτίβο μέχρι να φτάσει στη φράση «χόρευε», κάτι που θα τον έκανε να αξιολογήσει τη δομή της πρότασης. Αυτό το άτομο, ωστόσο, δεν θα συναντούσε την πρώτη πρόταση και θα υπέθετε ότι θα είχε μια ξεχωριστή ρήτρα ως άμεσο αντικείμενο επειδή μια τέτοια δομή είναι πιο περίπλοκη.
Μια διαφορετική αλλά σχετική θεωρία, η θεωρία του όψιμου κλεισίματος, δηλώνει ότι αντί να υποθέσει μια απλή δομή αρχικά, ο νους δεν κάνει υποθέσεις σχετικά με τη σύνταξη της πρότασης παρά μόνο αφού διαβάσει ολόκληρη την πρόταση. Λαμβάνοντας υπόψη τις παραπάνω παραδειγματικές προτάσεις, για παράδειγμα, αυτή η θεωρία υποστηρίζει ότι ο αναγνώστης δεν θα καταλήξει σε συμπεράσματα σχετικά με το αν «ο ελέφαντας» είναι άμεσο αντικείμενο ή οτιδήποτε άλλο μέχρι το τέλος της πρότασης. Αυτό θα εξαλείφει την ανάγκη επανεκτίμησης της πρότασης στη μέση.