Keel ja tunnetus on praktiliselt ja kontseptuaalselt tihedalt seotud, kuigi selle seose täpse olemuse osas on ekspertide seas suuri lahkarvamusi. Lingvistide ja psühholoogide vaheline arutelu sarnaneb kana-muna-debatiga – nad seavad kahtluse alla, kas mõtlemisvõime on esikohal või kõnevõime. Keele ja tunnetuse suhete osas on kolm peamist seisukohta: keel areneb suuresti tunnetusest sõltumatult, tunnetus mõjutab nii keelt kui ka keele arengutempot ning keel eelneb tunnetusele ja on mõtte arengu esmane mõjutaja.
Kõiki kolme keele ja tunnetuse vahelise seose olemust käsitlevat teooriat peetakse kehtivaks. Iga seisukohta toetavad märkimisväärsed uuringud ja tõendid. Suur osa laste arengu ekspertide lahkarvamustest on seotud “millal”, mitte “kui”.
Keel on häälikute, grammatika ja sõnavara kasutamine vastavalt reeglisüsteemile, mida kasutatakse teadmiste ja teabe edastamiseks. Kuigi paljudel liikidel, kes ei ole inimesed, on suhtlemisvõime, mida võib vabalt nimetada keeleks, kasutavad ainult inimesed reeglite süsteemi, mis hõlmab grammatikat ja sõnavara. Sõna “tunnetus” kasutatakse sageli sünonüümina sõnadega “mõtlemine” või “mõtlemine”, kuid selle üldine tähendus on keerulisem. See viitab teadmiste omandamise protsessile või toimingule mitte ainult tajumise, vaid ka äratundmise ja hinnangu andmise kaudu. Tunnetus hõlmab ka selliseid mõtlemisprotsesse nagu arutlemine, mäletamine, kategoriseerimine, otsustamine ja probleemide lahendamine.
Keeleteadus tegeleb keele teadusliku uurimisega kõigis selle ilmingutes ja on mitmeid sotsiaalteaduste harusid, mis keskenduvad tunnetusele. Näiteks kognitiivne antropoloogia uurib kultuurilisi erinevusi mõtlemises ja tajumises. Kognitiivteadus on mõistuse formaalne uurimine ning selle distsipliini mudelid ja teooriad olid aluseks tehisintellekti teooriatele.
Psühholoogia haru, mis uurib selliseid vaimseid protsesse nagu mälu ja tähelepanu, nimetatakse kognitiivseks psühholoogiaks. Psühholoogia valdkonnas on kognitiivteraapia käitumisteraapia, mis põhineb ideel, et see, kuidas inimene kognitiivselt ennast maailmas tajub, määrab tema enesetunde. Kognitiivsed terapeudid usuvad, et inimesed saavad oma emotsioone muuta, muutes esmalt oma kognitiivseid tajusid.
Lihtsamalt öeldes on seos keele ja tunnetuse vahel tavaliste täiskasvanud inimeste jaoks, olenemata nende rahvusest või kultuurist, sügav. Kõne annab mõtetele hääle. Kuigi individuaalsed kognitiivsed protsessid on sisendatud ja seetõttu vaikivad, võimaldab keel – olgu kõnelda või kirjutatud – teadmisi ja teavet jagada.