实验语音学的研究范围主要包括三个方面：人的发音机制，语音在空气中的传播特性，以及语音传入听者的过程。具体而言，实验语音学研究人体发音的生理机制，包括神经系统、肌肉活动、声带和声腔的动作；语音在空气中的物理特性，包括音色、音高、音强、音长；以及语音如何引起听觉反应并通过神经系统理解。这些研究构成了完整的“言语链环”。
实验语音学的发展经历了四个阶段：前期，20世纪初至30年代前，语言学家开始借助医疗器械分析语音；中期，30至40年代，语音实验取得一定成果，但仍未形成专业学科；近期，50至60年代，
第二次世界大战的需求推动了言语
声学的发展，声谱仪广泛应用于语音研究；现代，70年代至今，电子
计算机普及，语音研究扩展到句子和篇章层面。实验语音学的应用领域广泛，涵盖了语音教学、言语处理、言语矫治、语言学研究等多个方面。
中国的实验语音学始于30年代，
刘半农、
王力等语言学家率先采用实验方法分析汉语语音。
新中国成立后，中科院语言研究所和声学研究所等单位继续开展语音实验工作，发表了多项研究成果，并培养了新一代人才。
实验语音学的应用领域涵盖语音教学、言语处理、言语矫治、语言学研究等方面。在语音教学中，实验语音学可用于演示发音部位和方法，提高双语者的语音训练效果。在言语处理中，实验语音学有助于分析语音信息参量，提高言语工程的质量和效益。在言语矫治中，实验语音学能够指导矫治方案，研发助听、助话器具。在语言学研究中，实验语音学可用于探究语言起源、历史音变等问题。
实验语音学使用的仪器种类多样，包括测量肺部气流压力和流量的仪器、观察和测量声带振动的仪器、测量和分析声腔共鸣和调节作用的仪器、对语音
声学特性进行
波形和频谱分析的仪器等。此外，还包括Praat语音学软件等辅助工具。
实验语音学涉及多个学科，包括生理学、声学、心理学、
电子学、数学、医学、
计算机科学等，体现了自然科学与社会科学的紧密结合。