Psühholingvistika uurib seda, kuidas inimesed mõistavad ja produtseerivad reaalajas keelt ning kuidas on keel mälus ja meeles talletunud. Muu hulgas uuritakse meie instituudis seda, kuidas saavad lapsed ja täiskasvanud aru häälikute, sõnade ja lausete struktuurist ja tähendusest ning kuidas loovad nad uusi sõnavorme ja lauseid olemasolevate teadmiste baasil. Täpsemalt tegeletakse meil näiteks sellega, kuidas emakeele ja eesti keelt teise keelena kõnelejad tajuvad väldet, kuidas lapsed ja täiskasvanud tulevad toime eesti keele rikkaliku käändesüsteemiga ning ka selles leiduva mitmetähenduslikkusega. Selle uurimiseks kasutame nii keelekorpuse analüüsi kui ka katselisi meetodeid. Näiteks mõõdame katseisikute reaktsiooniaegu, silmaliigutusi ja ajuaktiivsust keele rääkimisel, lugemisel ja kuulamisel ning esitame lastele mängulisi ülesandeid, mille käigus nad loovad lauseid ja sõnavorme, mis annavad meile ligipääsu nende keeleteadmistele.