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언어는 뜻과 소리로 이루어져 있는데, 그중 소리를 연구하는 분야에는 음성학과 음운론이 있다. 음성학은 사람의 말소리(음성)를 마치 자연 세계의 소리(음향)를 연구하듯이 물리학적으로 연구한다. 반면에 음운론은 말소리가 인간의 언어에서 어떻게 조직되어 쓰이는지 연구한다.

그러나 음성학의 도움 없이는 음운론의 연구가 불가능하다.

음성학으로부터 음운론이 독립된 학문으로 등장한 것은 1920년대였다. 유럽과 미국에서는 현대적 언어학의 방법론을 발전시키는 데 음운론이 크게 이바지했다. 음운론의 초창기인 구조언어학 시대에는 유럽에서 프라하 학파의 음운론이 나왔고, 미국에서 기술음운론(記述音韻論)이 연구되었다.

그후 미국에서 변형생성문법이 등장하자 그것에 바탕을 둔 생성음운론(生成音韻論)이 구조주의적인 음운론을 대신하게 되었다.

언어학 전체나 그 하위 학문들처럼 음운론도 관점에 따라 연구분야를 나눌 수 있다. 개별 언어에 대해 연구하는 것이 개별음운론으로서 국어를 대상으로 하면 국어음운론, 영어를 대상으로 하면 영어음운론 등으로 부르게 된다. 반면에 특정한 언어에 국한하지 않고 인간 언어의 보편적인 사실을 연구하거나 연구방법론에 관심을 두는 것이 일반음운론이다.

또 시간의 흐름에 따른 변화를 연구하는 것이 역사음운론 또는 통시음운론(通時音韻論)이고, 한 시대에 한정하여 연구하는 것이 공시음운론(共時音韻論)이다. 대체로 각 시대별로 공시음운론이 먼저 연구된 다음 통시음운론이 연구될 수 있다고 말한다. 공시음운론의 주된 과업은 음운체계의 수립과 음운변동의 기술 및 설명이다. 통시음운론은 음운변동의 양상이 시대에 따라 변화하는 모습을 연구하게 된다.

음운체계는 음운의 목록을 작성하고 각 음운의 변별적 자질과 음운들의 대립관계를 파악함으로써 수립할 수 있다. 음운은 음운론의 기본단위로서 단어를 구별해줄 수 있는 소리이다. 변별적 자질은 음운보다 작은 단위로서 단어를 구별해줄 수 있는 음성의 특징이다.

음운은 변별적 자질 몇 개가 동시에 묶인 단위이다. 음운체계는 크게 자음체계·모음체계·음소체계(또는 초분절음소체계)의 3가지로 구분된다. 변별적 자질과 대립관계는 이 3가지 하위체계 안에서 각기 따로 설정된다. 음운변동은 형태소의 모양이 경우에 따라 조금씩 바뀌는 현상으로, 음운교체 또는 형태음운론적 교체라고도 한다. 예를 들어 '집만' [짐만] , '집이' [지비] 에서 형태소 '집'은 모양이 [짐~집] 으로 변화(또는 교체)한다. 이러한 변화는 흔히 기본형과 음운규칙을 가지고 기술한다. 형태소 '집'은 기본형이 [집] 인데, 비음 앞에서 비음화라는 음운규칙이 적용되어 [짐] 으로 실현된다는 것이다.