Lausetöötlus on psühholingvistika haru, mis uurib, kuidas mõistus mõistab lauses esinevate sõnade vahelisi seoseid ja saab lausungist tähenduse. Lausetöötluse käsitlused erinevad selle põhjal, kuidas nad mõistavad üldiste kognitiivsete funktsioonide rolli keele kasutamisel, erinevalt spetsiifilistest keelelistest funktsioonidest. Need võivad erineda ka selle poolest, kas nende peamine mure on süntaksi või lause laiema konteksti pärast.
Psühholingvistika vallas on suureks vaidluste allikaks arutelu selle üle, mil määral on keelekasutusse kaasatud tunnetuse erinevad aspektid. Mõned keeleteadlased lähevad nii kaugele, et postuleerivad mõistuses “musta kasti”, mis vastutab kõigi keeleliste teadmiste ja oskuste eest, mis on eraldi mis tahes muust mõtlemisviisist. Teised, näiteks kognitiivse semantika pooldajad, peavad keelt tihedamalt seotud üldiste kognitiivsete funktsioonidega, eriti mäluga.
Eelkõige lausetöötluse vallas kipuvad teadlased jagunema nende kahe leeri vahel. Mõned keskenduvad lausetöötluse selgitamiseks tunnetuse keelevälistele omadustele, nagu verbaalne töömälu. Need teadlased võivad tegeleda ka mõistuseväliste teguritega. Nad võivad näiteks arvata, et lause mõistmise raskus vastab sellele, kui sarnane on lause süntaksi või sisu poolest teiste lausetega, millega isik on varem kokku puutunud.
Loomuliku keele teoreetikud seevastu usuvad, et ajus on teatud piirkonnad, mis on spetsiaalselt pühendatud lausete süntaksi mõistmisele, mida kuulaja pole kunagi varem kohanud. Suur osa nende teoreetikute lausetöötluse uuringutest hõlmab uurimist, kuidas mõistus teeb lause lugemise ajal kohandusi, et selle süntaktilisest ja semantilisest sisust aru saada, eriti kui esineb ebaselgus. Selle teooria kohaselt ei ole lausetöötlus tõenäoliselt otseselt seotud mälestustega sarnaste lausete dešifreerimisest minevikus, kuid see tugineb mõistuse kaasasündinud võimele süntaksist aru saada.
Üks mõjukas teooria loomulikus keeles on tuntud kui minimaalne töötlemine, mis väidab, et mõistus eeldab automaatselt, et lause järgib võimalikult lihtsat struktuuri, kuni miski lauses ei tõesta vastupidist. Näiteks kaks lauset “Ma nägin elevanti” ja “Ma nägin, et elevant tantsis” algavad samamoodi. Esimene lause järgib väga elementaarset subjekt-verb-otseobjekti struktuuri, kuid teine kasutab otsese objekti asemel klauslit. Inimene, kes loeb või kuuleb teist lauset, eeldaks, et see järgib lihtsamat mustrit, kuni jõuab fraasini “tantsis”, mis sunnib teda lauseehitust hindama. See inimene ei puutuks aga kokku esimese lausega ja eeldaks, et selle otseseks objektiks on eraldi klausel, kuna selline struktuur on keerulisem.
Erinev, kuid sellega seotud teooria, hilise sulgemise teooria, väidab, et selle asemel, et eeldada alustuseks lihtsat struktuuri, ei tee mõistus lause süntaksi kohta mingeid oletusi enne, kui kogu lause on läbi loetud. Arvestades näiteks ülaltoodud näitelauseid, postuleerib see teooria, et lugeja ei tee enne lause lõppu mingeid järeldusi selle kohta, kas “elevant” on otsene objekt või midagi muud. See välistaks vajaduse lauset poole peal ümber hinnata.