Fonologiya (yun. phone – səs və logos – elm) fonetikanın bir qolu olub, dil sistemindəki səs vahidlərinin (fonemlərin) təşkili, quruluşu, qarşılıqlı əlaqələri və onların dilin səs sistemindəki rolunu araşdıran elmi sahədir. Sadəcə səsləri öyrənən fonetikanın əksinə, fonologiya səslərin mənaların fərqləndirilməsindəki funksiyasına, yəni dilin səs sistemindəki yerinə diqqət yetirir.
Fonologiya, səslərin tələffüz detallarından daha çox onların sistemli xüsusiyyətlərini, yəni minimal cütlük prinsipi ilə müəyyən edilən fonemlərin fərqləndirilmə qabiliyyətini araşdırır. Məsələn, "bal" və "pal" sözlərindəki /b/ və /p/ səsləri fonetik baxımdan fərqlənir (birinin dodaqların partlayışla açılması ilə, digərinin isə partlayışsız açılması ilə tələffüz olunması), lakin fonoloji baxımdan onlar fərqli fonemlərdir, çünki bu səslərin dəyişməsi sözün mənasını dəyişir. Bu, fonologiyanın əsas məqsədinin dilin səs sisteminin məna yaradıcı funksiyasını öyrənmək olduğunu göstərir.
Fonoloji tədqiqatlar, səs dəyişmələrinin qanunauyğunluqlarını, fonemlərin bir-biri ilə olan əlaqələrini, sözlərdəki vurğunun və intonasiyanın rolunu, həmçinin müxtəlif dillərdəki səs sistemlərinin müqayisəli təhlilini əhatə edir. Bu təhlillər dilin strukturunu daha yaxşı başa düşməyə, dil inkişafını izah etməyə və dil öyrənmə prosesini asanlaşdırmağa kömək edir. Fonologiya dil elminin əsas sahələrindən biri olaraq, linqvistikanın digər sahələri ilə, xüsusilə morfologiya və sintaksis ilə sıx əlaqədədir.
Qısaca desək, fonologiya sadəcə səslərin siyahısını verməklə kifayətlənmir, əksinə, bu səslərin dil sistemində necə işlədiyini, mənaları necə fərqləndirdiyini və bir-biri ilə necə əlaqəli olduğunu araşdırır. Bu da onu fonetikadan fərqləndirən əsas cəhətdir.