Et fonem er den minste distinkte lydenheten i et språk. Å endre et fonem endrer betydningen av et ord.

På engelsk er lydene /b/ og /p/ forskjellige fonemer fordi «bat» og «pat» betyr forskjellige ting. Språk er forskjellige i hvilke lydkontraster de behandler som særegne. Spedbarn er i utgangspunktet følsomme for et bredt spekter av fonetiske forskjeller; ved slutten av det første året blir de mer spesialiserte for fonemene i språket de hører mest. Prosessen med kategorisk persepsjon tilordner kontinuerlig varierende akustiske signaler til diskrete fonemkategorier.

Fonemer er abstrakte kategorier snarere enn faste akustiske hendelser. Det samme fonemet produseres forskjellig avhengig av omkringliggende lyder, taler og talehastighet. Lyttere gjenkjenner likevel de tiltenkte fonemene med høy nøyaktighet under vanlige forhold. Forstyrrelser i fonologisk prosessering kan svekke lesing og talespråk.

Forskjellen mellom ett ord og et annet kommer ofte ned til ett enkelt fonem.