Un phonème est la plus petite unité sonore distinctive d'une langue. Modifier un phonème modifie le sens d'un mot.

En anglais, les sons /b/ et /p/ sont des phonèmes différents car « bat » et « pat » ont des significations différentes. Les langues diffèrent quant aux contrastes sonores qu'elles considèrent comme distinctifs. Les nourrissons sont initialement sensibles à un large éventail de distinctions phonétiques ; à la fin de leur première année, ils se spécialisent davantage pour les phonèmes de la langue qu'ils entendent le plus souvent. Le processus de perception catégorielle attribue des signaux acoustiques continuellement variables à des catégories de phonèmes discrètes.

Les phonèmes sont des catégories abstraites plutôt que des événements acoustiques fixes. Un même phonème est produit différemment selon les sons environnants, le locuteur et son débit de parole. Néanmoins, dans des conditions normales, les auditeurs perçoivent les phonèmes voulus avec une grande précision. Les troubles du traitement phonologique peuvent altérer la lecture et le langage oral.

La différence entre deux mots se résume souvent à un seul phonème.