Un fonema è un'unità linguistica dotata di valore distintivo, ossia un'unità che può produrre variazioni di significato se scambiata con un'altra unità: ad esempio, la differenza di significato tra l'italiano tetto e detto è il risultato dello scambio tra il fonema /t/ e il fonema /d/. Viceversa, tutte le realizzazioni della erre, compresa la cosiddetta "erre francese" ([ʁ], fricativa uvulare sonora), concorrono in italiano a veicolare lo stesso significato, cioè /r/ (non c'è insomma differenza di significato tra la resa [ʁoma] e [roma]). [ʁ] e [r] sono foni e precisamente allofoni del fonema /r/. Il fonema è, quindi, un'astrazione mentale, che categorizza singole realizzazioni articolatorie (i foni) secondo un unico significato.
I foni individuano la "qualità sonora delle parole", ma in quanto permettono di distinguere una parola da ogni altra essi hanno un carattere astratto e una funzione distintiva. Intesi in tal modo sono indicati come "fonemi".[1]
Nelle lingue con alfabeti fonematici, ossia quegli alfabeti con corrispondenza grafema-fonema, le lettere dell'alfabeto sono la rappresentazione o trascrizione grafica di suoni (detti foni). Non sempre vi è corrispondenza univoca tra i foni e i grafemi (le lettere), l'inglese ne è un ottimo esempio. Anche in italiano, il cui alfabeto rappresenta apparentemente con ogni lettera un suono della lingua parlata, è caratterizzato da convenzioni del tutto arbitrarie: il grafema <gli> non deve essere letto come una serie di tre suoni; trattasi invece di un trigramma che corrisponde alla laterale palatale.
Secondo lo strutturalismo i fonemi rappresentano le unità minime di seconda articolazione, ossia le unità linguistiche più piccole e senza significato proprio, ma che combinate possono produrre unità aventi significato e funzione grammaticale propria, dette monemi o "unità di prima articolazione".[2][3] Se prendiamo, ad esempio, la parola italiana parlo, la prima articolazione individua gli elementi parl e o. A questo livello vengono combinati significati. Al livello di seconda articolazione vengono combinati suoni: le unità della stessa parola sono dunque /p/, /a/, /r/, /l/ e /o/.[4]
La disciplina che individua e studia i fonemi si chiama fonologia.[5] I fonemi sono unità astratte: queste unità hanno come realizzazione i foni.