早期又名儀器語音學（instrumental phonetics），是用各種實驗儀器來研究、分析語音的一門學科。傳統的語言學傢多憑口耳來摹仿語音並依靠音標對語音進行描寫。近代有瞭能研究言語生理狀況的醫學器械，以及能測量、分析言語聲的物理儀器，人們把它們應用到語音研究上，揭示出許多前所未知的語音現象。這些現象又反過來豐富、修正瞭傳統語音學的若幹解釋和理論，這樣就不隻限於語音學的實驗手段瞭，而形成瞭一門“實驗語音學”。
言語的行為起源於人腦，人腦的語言功能是一般動物所沒有的，即使高級動物如黑猩猩，也遠不如人類。如圖所示，人腦送出語言信息，通過神經達到言語機制的肌肉。神經脈沖使肌肉收縮，從而使發音器官的形狀發生變化。前者可用肌電儀器，後者可用X光照相、腭位照相等方法來研究。說話時的呼吸、發聲（嗓音）和聲腔調制所用儀器又各有不同，前者主要用氣壓、氣流等測量儀器，後者則用 X光和聲譜等儀器。語言通過空氣的傳播由口到耳，使耳鼓膜振動而轉成神經脈沖達到腦中，起瞭感知作用。同時聲音也反饋到說話人自己的腦中，而起控制作用。
言語信息的形成和表達是連續性的，但實驗手段的實施是離散的，例如把一個音節的舌位動程分為若幹部分、把一串語音流分成若幹段來研究，這其間有動與靜的關系。實驗語音學的手段，既要進行靜的采樣，也要觀測動的規律。
發展概況 實驗語音學的發展大致可分為4個階段：
①前期：20世紀初到30年代前。早年的語言學傢分析語音隻能依靠音標來描寫所要研究的語音，後來借用瞭醫療器械如浪紋計、假腭、喉鏡等簡單工具來分析發音動作和語音特性。
②中期：30～40年代。這期間語言學界應用實驗方法研究語音，已有瞭一定成果。X光照相、腭位照相等對言語生理的研究有瞭幫助。在這以前的語音實驗都還局限於用儀器研究語音，還未形成一門專業學科。
③近期：50～60年代。這期間由於第二次世界大戰中軍事通信的需要，促進瞭言語聲學的發展和實驗儀器的改進。聲譜儀已逐漸普遍應用於語音研究，由動態聲譜儀（語圖儀）作出的言語聲譜模式已被公認，成為一種“視識語”（即“可見語言”）。由於語音的特性逐漸被揭示，歸納出許多語音規律，又上升到理論（如區別特征理論），從而豐富、訂正瞭語音學本身。此外，生理實驗也從靜態分析提高到動態分析，應用的實驗儀器如X光電影照相、動態腭位記錄裝置、頻閃聲帶照相、肌電測試儀器等。錄音器材有瞭磁帶錄音，達到瞭前所未有的便利和仿真度。不同的語音人工合成和識別系統也由實驗階段而達到應用水平，實驗語音學就在這一階段建立瞭。
④現代：70年代到現在。電子計算機已普遍應用於語音分析。在這期間，語音研究已從過去的音素、音節分析擴展到成句成章的分析。除音色之外，超音段特征（包括音高、音強和音長）成為重要研究對象。言語的規則合成和識別的方案是計算機的常備項目。綜合這些研究項目，配合新興的人工智能、言語理解等需要，達到實驗語音學的高級水平。同時，越來越多的經驗證明，從事語音實驗如隻研究孤立的語音，而不綜合語言學的知識，則對言語信息處理上將無法提高效能。因此實驗語音學的研究離不開語言學的指導。
早期的實驗語音學傢首推美國的E.W.斯克裡普契爾，1906年他出版瞭《實驗語音學研究》，同時還有J.P.盧賽洛，1908年出版瞭《實驗語音學原理》。兩書提供瞭大量的生理實驗方法和成果，是現代實驗語音學的啟蒙著作。50年代開始瞭言語聲學的研究。美國的貝爾電話公司實驗室、哈斯金斯研究組，瑞典的皇傢理工學院言語通信系，英國的愛丁堡大學語音系都做瞭很多工作，為後來的實驗語音學打下瞭堅實的基礎。這一時期的代表人物有美國的 H.弗萊徹、J.L.弗拉納根、P.拉德福格德、英國的D.B.弗賴、瑞典的C.G.M.方特等人。特別是美國的M.朱斯是較早應用聲譜儀來分析語音的一位語言學傢。
中國的語言學傢早在30年代就用實驗方法分析漢語語音。有劉復的《四聲實驗錄》(1924)，王力的《博白方音實驗錄》(1931)。他們在法國學習語音學，用浪紋計做漢語聲調的實驗。當時他們在國內首先闡明瞭聲調就是音高頻率的變化關系。趙元任在30年代以後做瞭吳方言及廣東、湖北、湖南等地的方言調查，羅常培調查瞭廈門及其他方音，都是用當時的唱片灌音和用浪紋計、漸變音高管等工具記錄和分析語音。劉復創制瞭聲調推斷尺，是國內的第一種語音實驗儀器。趙元任在南京的中央研究院歷史語言研究所，建立瞭具有國際水平的語音實驗室，羅常培在北京大學創立瞭“語音樂律實驗室”，這些都擁有完備的灌音設備和各種型式的浪紋計，以及從國外獲得的一些生理實驗儀器等。他們還與中央研究院的物理研究所合作，創制電子管的音調計。中華人民共和國建立後，中國科學院語言研究所繼續開展語音實驗工作。50年代中期建立瞭語音實驗室，引進並自制實驗儀器。這個室配合推廣普通話的工作，歷年來發表瞭許多關於普通話的生理和聲學分析的論著，培養瞭新生力量。同時，中國科學院聲學研究所也開展瞭語音實驗，作瞭許多語音分析、合成與識別的工作。另外，南京大學物理系也在聲學語音學的教學研究方面做瞭不少工作。
70年代後，國內有些大學為瞭配合語音教學，多在中文系成立語音實驗室，如北京大學、北京師范大學、上海華東師范大學等。一切有關言語通信工程的機構也從事語音實驗。
應用領域 實驗語音學發源於語言學的語音學，中途分傢，最後又與語言學合並而成為現代語言學的一個組成部分。它的應用領域，可以說凡是與人類語言有關的學科，都有實驗語音學的內容。簡單舉幾個例：
在語音教學方面，如用生理實驗演示發音部位，用聲學實驗演示發音方法和超音段特征，並在教學中使學者能親自驗證。又如根據實驗成果可對雙語者的語音訓練起提高質量和加速進度的指導性作用等。
在言語處理方面，如分析出語音的主要信息參量，判斷什麼是必要的“載信單元”，什麼是“羨餘度”，找出語音在連續語言中的變量和恒量的規律，為通信傳輸、電聲系統、合成識別、語音控制、特殊環境通話等一切言語工程提供可靠數據，並提高質量和經濟效益等。
在言語矯治方面，如研究言語缺陷患者的發音機制及話音，指導矯治方案。為研制聾啞人的助聽、助話等器具提供科學數據，分析腦部、喉肌等微電流幫助失語患者康復治療等。
在語言學研究方面，如言語活動和語言控制的測驗，音位系統的訂定，語法結構與語音關系的分析，人類語言起源的探索，歷史音變及橫向幹擾的研究等。
見生理語音學、聲學語音學、感知語音學、言語病理學、言語識別、言語合成。
參考書目
C .Painter，An Introduction to Instrumentɑl Phonetics，university Park Press，Baltimore，1979.
N.J.Lass，Contemporɑry Issues in ExperimentɑlPhonetics，Academic Press，New York，1976.