자연어 처리는 형태소, 구문, 그리고 의미에 대한 분석으로 구성된다. 먼저 형태소 분석은 사람이 발화한 문장을 의미를 지닌 가장 작은 단위인 형태소로 구분하고 각 형태소에 품사를 부여한다. 다음으로 구문 분석은 명사구, 동사구, 형용사구 등 구(phrase) 단위로 문장의 구성 성분을 분해하고 그들 간의 위계 관계를 분석한다. 구문분석은 구조 문법 분석을 탈피하여 단어와 단어 간의 의존관계를 분석함으로써 어순 변화에 자유롭고 의미론적 정보 획득이 가능해지고 있다. 마지막으로 문장의 의미를 해석하는 의미 분석(Semantic Analysis)이 수행된다.
자연어 처리에서 형태소는 품사를 부여하고, 구문은 구성성분으로 위계 관계를 분석하며, 의미는 해석을 위한 문장의 의미 분석을 수행한다.