Fonemika-fonologiyaning bir qismidir, u fonlarning fonemalarga birlashuvini o'rganadi. Fonema - so'zlar, morfemalar va grammatik shakllarning tovush qobig'ini farqlash orqali ularning ma’nolarini tafovutlash vazifasini bajaradigan eng kichik segment birlikdir. Masalan, or so'zi tarkibida ikkita segment birlik («о» va «г» fonemalari) bor; zor, ozor, bozor so'zlari tarkibida esa ularning soni ko'proq: 3 ta («zor»da), 4 ta («ozor»da) va 5 ta («bozor»da) kabi. Bu holat yuqoridagi so'zlarning tovush qobig'ini (fonetik qiyofasini) va ma’nosini farqlash imkonini bermoqda. Bunday holni «-man» va «-san» morfemalarida, boraman va borasan kabi grammatik shakllarda ham ko'ramiz: ularda fonemalar miqdori ortmasa-da, fonema turlari o'zgarmoqda («-man»da «m» fonemasi, «-san»da esa «s» fonemasi qo'llangan), natijada morfema va so'z shakllarining tovush qobig'i va ma’nolari farqlanmoqda.
Fonemalarning differensial belgilari Fonemalarning differensicil belgilari ularni bir-biridan farqlash uchun xizmat qiladigan alomatlaridir. Masalan, «к» undoshi o'zining jarangsizligi bilan jarangli «g» dan ajralib turadi, demak, «k»ning jarangsizligi, «g»ning esa jarangliligi bu ikki fonemaning differensial (farqlanadigan) belgilari sanaladi. Differensial belgilar fonemalarning fonologik xususiyatini belgilaydi — so'zning fonetik qobig'i va shu orqali uning ma’nosini farqlash uchun xizmat qiladi: kul va gul so'zlarining ma’nolari ayni shu ikki fonemaning differensial belgilari (birining jarangsiz, ikkinchisining esa jarangli ekanligi) tufayli farqlanmoqda. Differensial belgilar faqat jaranglilik va jarangsizlik jihatidangina emas, balki fonemalar artikulatsiyasiga bog'liq holda tarkib topishi ham mumkin: «в»- lab-lab undoshi, «d» — til oldi (dental) undoshi. Artikulatsiya o'rnidagi bu tafovutlar bor va dor so'zlarining fonetik qiyofasini va ma’nolarini farqlamoqda; «q» - portlovchi, «х» -
sirg'aluvchi. Artikulatsiya usulidagi bu tafovutlar qol va xol so'zlarining tovush tarkibi va ma’nolarini farqlash uchun xizmat qilmoqda.