Η σημασιολογία είναι μια μελέτη του πώς οι λέξεις, οι φράσεις, ακόμη και τα σύμβολα και τα σημάδια σχετίζονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν δομημένο νόημα. Η επεξεργασία αυτού του νοήματος, από την προοπτική των δεδομένων και της ανθρώπινης γλώσσας, ονομάζεται υπολογιστική σημασιολογία. Το λογισμικό μπορεί να χρησιμοποιήσει τη σημασιολογία για να ερμηνεύσει προτάσεις και να δημιουργήσει κάποια μορφή εξόδου, αλλά η γλώσσα συχνά εμφανίζει ήχους και λέξεις που μπορεί να έχουν παρόμοια σημασία. Η υπολογιστική σημασιολογία συνήθως επικεντρώνεται στον τρόπο σχηματισμού ακριβών σημασιών για φράσεις, συχνά με τη μορφή μιας θεωρίας.
Οι ερμηνείες φράσεων που δεν έχουν νόημα μπορούν να φιλτραριστούν χρησιμοποιώντας συμπέρασμα, το οποίο μερικές φορές χρησιμοποιείται για να ταξινομήσει επίσης τις δυνατότητες διαφορετικών ερμηνειών. Οι τύποι για την κατανόηση της γλώσσας μπορούν να δημιουργηθούν χρησιμοποιώντας μοντέλα, στα οποία οι μαθηματικές μεταβλητές αντιστοιχίζονται σε διαφορετικά γλωσσικά στοιχεία. Τα γράμματα P και Q χρησιμοποιούνται συχνά με τη θεωρία απόδειξης, στην οποία οι τύποι μπορούν να προκύψουν από άλλους με τη βοήθεια κανόνων συμπερασμάτων. Ο υπολογισμός λέξεων σε μια πρόταση μερικές φορές βοηθά στην εξαγωγή νοημάτων ή στην εύρεση εναλλακτικών. Επιπλέον, οι μαθηματικοί υπολογισμοί που ονομάζονται αλγόριθμοι εφαρμόζονται συχνά στην επιστήμη των υπολογιστών, τη γλωσσολογία και τις στατιστικές στον τομέα της υπολογιστικής σημασιολογίας.
Ο σκοπός της υπολογιστικής σημασιολογίας είναι να αναπαραστήσει ασάφειες, ή φράσεις που μπορεί να έχουν διαφορετικές σημασίες, με έναν τύπο. Περιλαμβάνει επίσης την επεξεργασία λέξεων που βασίζονται στο πλαίσιο για να γίνουν κατανοητές. Ο στόχος είναι συνήθως η αυτόματη ερμηνεία ενός νοήματος, καθώς και η συσχέτιση της μεθόδου αυτού, ώστε άλλες υπολογιστικές διαδικασίες να εκτελούνται πιο αποτελεσματικά.
Η επιστήμη των υπολογιστών συνήθως εφαρμόζει τη σημασιολογία για την ερμηνεία των γλωσσών, προκειμένου να κατανοήσει μια πληροφορία που ονομάζεται έκφραση. Η γλώσσα συνήθως επεξεργάζεται από υπολογιστές με αυτόν τον τρόπο. Τα δεδομένα μπορούν επίσης να δομηθούν ώστε να αντιπροσωπεύουν συγκεκριμένες πληροφορίες σε ένα σύστημα. Η οργανωμένη έννοια της γλώσσας εφαρμόζεται γενικά σε γλώσσες προγραμματισμού υπολογιστών, με τις μεταβλητές που συχνά αντιπροσωπεύονται ως X ή Y. Τα δεδομένα στο Διαδίκτυο οργανώνονται στον Σημασιολογικό Ιστό, στον οποίο συνήθως εφαρμόζονται μοντέλα δεδομένων για τη δόμηση πληροφοριών στο διαδίκτυο.
Εκτός από τον προγραμματισμό λογισμικού, η υπολογιστική σημασιολογία εφαρμόζεται συχνά στη λειτουργία αυτοματοποιημένων μηχανημάτων, συστημάτων αναγνώρισης ομιλίας και προγραμμάτων οπτικής αναγνώρισης χαρακτήρων (OCR). Η επεξεργασία φυσικής γλώσσας κανονικά επιτρέπει σε τέτοια συστήματα να λειτουργούν αποτελεσματικά. Παρέχει επίσης ένα μέσο για τους ανθρώπους να εργάζονται αποτελεσματικά σε υπολογιστές. Τα συστήματα λογισμικού αναγνωρίζουν συνήθως τις λέξεις σε μια πρόταση ή σε μια αναζήτηση στο Web, κατανοώντας τα στοιχεία ομιλίας και τα στοιχεία γλώσσας που συνδέουν το καθένα από αυτά μεταξύ τους.