心理語言學主要有兩個研究方向:行為主義和認知心理學。在20世紀50年代，心理語言學主要受到行為心理學和描述語言學的影響，當時的心理語言學家用行為主義來解釋心理語言現象。他們認為，言語行為和所有其他人類行為壹樣，也是對刺激的反應，是聯想的形成、實現和變化，是通過強化獲得的。這樣，心理語言學的理論基本上就是行為主義學習理論在言語活動中的具體表現。這個研究方向的代表是奧斯古德。盡管他沒有像斯金納那樣把意義從語言現象中排除出去，而是引用中介過程來解釋語言的意義，但他仍然堅持認為行為主義學習理論能夠解釋言語行為。心理語言學深受現代語言學理論的影響。尤其是在喬姆斯基的生成轉換語法產生並盛行之後，心理學家對行為主義語言學習理論的抨擊越來越多，認為行為主義無法解釋言語活動中的許多現象。
以米勒為代表的心理學家將生成轉換語法應用於心理語言的研究，認為人們掌握的不是語言的單個成分，如音素、單詞和句子，而是壹套規則。因此，言語活動不是對刺激的反應，而是由規則產生和控制的行為，具有創造性。他們還認為，心理語言學研究的重點不是人類語言的不同結構，而是存在於各種語言底層的普遍規則，以及這些普遍規則如何轉化為壹種特殊的語言。
心理語言學研究的問題包括言語的感知和理解、言語的產生、語言的習得、言語的神經生理機制、各種言語缺陷、言語與思維的關系、言語與情感、人格等等。這些問題的解決將對學習理論、思維理論和兒童心理發展理論的研究起到巨大的作用。在人工智能的研究中也有應用價值，如工程心理學、語言教學、言語缺陷的診斷和治療、電子計算機的語言識別等。
心理語言學研究在美國廣泛開展。蘇聯、英國、法國、德國、荷蘭等歐洲國家也有心理學家從事這項工作，其特點是試圖將心理語言學的研究與本國的心理學傳統相結合。
國內也開展了心理語言學的研究，主要是在兒童語言習得方面。由於漢語與其他語言有很大的不同，在中國開展這方面的研究具有重要的理論和現實意義。