Диференційною ознакою фонеми практично може бути будь-яка акустико-артикуляційна її характеристика. Проте мови не використовують всі можливості протиставлення фонем за допомогою диференційних ознак, універсальна система яких налічує їх лише 12, але це число дає можливість утворити 4096 різних фонем, та жодна мова не використовує цих теоретичних потенцій.
Як диференційні ознаки фонем використовуються:
1) ознаки за способом творення звуків:
проривність, фрикативність, зімкнено-прохідність, африкативність тощо;
2) ознаки за місцем творення звуків:
передньоязиковість, задньоязиковість, середньоязиковість, губність (лабіальність), глотковість (фарингальність), горловість (ларингальність) тощо;
3) м'якість і твердість:
(укр.лин [лин] — линь [лин'], стан [стан] — стань [стан'], син [син] — синь [син'], п'ят [пйат] — п'ять [пйат'], рис [рис] — рись [рис'], біла [б'iла] — біля [б'іл'а];
рос. мел [м'зл] — мель [м'зл’], вон [вон] — вонь [вон'], топ [топ] — топь [топ'], кров [кроф] — кровь [кроф’], быт [быт] — быть [быт'], бит [б'ит] — бить [б'ит'], вяз [в'ас] — вязь [в'ас']);
4) довгота і короткість:
(англ.сагt [kа:t] "віз" — сut [kt] "різати", роrt [ро:t] "порт" — роt [ро:t] "горщик", seat [si:t] "сидіння (місце)" — sіt [sit] "сідати", mеаt [mі:t] "м'ясо" — mitt [mit] "рукавичка", Іеаve [li:v] "відходити, від'їжджати" — Іive [liv] "жити";
нім.іhm [і:m] "йому" — іm [im] "в", Вееt [bе:t] "клумба" — Веtt [bєt] "ліжко";
5) назальність (носовий характер) — неназальність (ротовий характер) (англ.sing [sin] "співати" — sіn [sіn] "гріх", thing [0in] "pіч" — thіn [0in] "тонкий");
6) відкритість — закритість:
(франц. fаіt [fє] "факт", fee [fе] "фея") тощо.
Ознаки, які входять до складу фонеми, але не відрізняють її від інших фонем, називаються інтегральними (від лат. integer - цілий). Так, в українській фонемі /х/ глухість є її інтегральною ознакою, бо в українській мові немає протиставленої /х/ задньоязиковій щілинній дзвінкій приголосній фонемі [у].
Кожна фонема має власний набір диференційних ознак, яким вона відрізняється від усіх інших фонем даної мови. Наприклад, українська фонема /б/ характеризується такими диференціальними ознаками: губна (чим відрізняється від /д/, /г/), зімкнено-проривна (чим відрізняється від /в/), дзвінка (чим відрізняється від /п/), неносова (чим відрізняється від /м/). Губно-губний, твердий і непридиховий характер фонеми /б/ є її інтегральними ознаками, бо за ними вона не протиставляється іншим фонемам, але без них вона набула б іншого вигляду.
Отже, фонему можна операціонально представити як набір диференційних та інтегральних ознак.
Фонологічні опозиції в системі фонем
Фонеми завжди є складовими певної фонологічної системи, тобто стверджувати, що певна звукова одиниця є фонемою, можна лише стосовно окремої мови. Для того щоб описати фонологічну систему, потрібно протиставити кожну фонему всім іншим. Так, якщо взяти українську мову, в якій є 38 фонем, то кожну фонему можна схематично зобразити, як кульку з 37 дротиками, що відходять від неї в різні боки, які ілюструють протиставлення фонеми всім іншим.
Зміст кожної фонеми визначається її положенням у системі. Не кожен звук у певній мові є фонемою. Все залежить від того, чи той звук перебуває в опозиції до інших, чи є в мові слова, які різняться семантичне завдяки тому звукові. Так, зокрема, і в українській, і в російській мовах є звуки [г] і [ґ], однак у російській мові ці два звуки представляють одну фонему, бо між собою вони не перебувають в опозиції (немає жодної пари слів, які б різнилися звуками [г] і [ґ]), тоді як в українській мові тут маємо дві окремі фонеми — <г> і <ґ>, бо є низка слів, протиставлених саме цими звуковими одиницями (гніт — ґніт, грати— ґрати). В українській і білоруській мовах є звук [р], але в українській мові є дві фонеми — <р> і <р’> (пор.: рад [рад] і ряд [р’ад],) тоді як у білоруській мові лише одна <р>, бо опозиції <р>—<р’> там не існує, оскільки звук [р] є тільки твердим. Констатувати, наприклад, що в англійській і українській мовах є фонема <е>, бо, мовляв, у цих мовах є такі звуки, все одно, що сказати, що туфлі і кофта однакові, бо вони 42 розміру. Насправді ці туфлі і кофта не однакові, бо належать до різних систем виміру— системи взуття і системи одягу. Відповідно цінність українського [е] й англійського [е] різна, бо в англійській мові є чотири подібних до українського звука елементи, які перебувають в опозиції одне до одного й розрізняють слова: <е> — < > '— < :> — < > (hеаd [hed] "голова" — had [hd] "раst від hаvе "мати" — hеаrd [h :d] "рast від hеаr "чути"). Отже, звуки стають фонемами лише тоді, коли вони перебувають в опозиції до інших звуків, тобто коли є хоч одна пара слів, яка різниться цими звуками.
Розгляд фонем у системі належить до їх парадигматичного аспекту. Фонологічна парадигматика становить собою систему фонемних опозицій, серед яких виділяються два основні типи: диз'юнкція — протиставлення за декількома диференційними ознаками і кореляція — протиставлення за однією диференційною ознакою. Прикладом диз'юнкції може слугувати протиставлення фонем <в> і <с> (вам — сам), у яких воно здійснюється за двома параметрами: дзвінкість - глухість, губність - передньоязиковість. Як приклад кореляції можна навести опозицію <д> - <т>, де фонеми протиставляються тільки за дзвінкістю-глухістю. Аналіз опозиції здійснюється за допомогою набору бінарних диференційних ознак, фізичним субстратом яких є артикуляційні й акустичні властивості звуків.
Опозиції бувають одномірні й багатомірні. В одномірних опозиціях фонем спільні ознаки в такій сукупності більше ніде в цій системі не повторюються. Так, зімкненість і задньоязиковість, що є спільними для фонем <ґ> і <к>, в інших фонемах української мови не виявляються. У багатомірних опозиціях спільні ознаки двох фонем повторюються в якійсь третій. Наприклад, спільні для фонем <б> і <д> зімкненість, дзвінкість і твердість повторюються й у фонемі < ґ >.
За характером (змістом) протиставлення опозиції бувають привативні, градуальні й еквіполентні.
Привативні опозиції – це такі опозиції, в яких один член має якусь ознаку, а інший її не має. Так, фонема <д> на відміну від <т> має дзвінкість. В даному разі дзвінкість (не глухість) втрачається в слабкій позиції кінця слова, тому саме дзвінкість є маркованою ознакою, а не глухість.
Привативні опозиції поділяються на пропорційні й ізольовані. У пропорційній опозиції відмінність між фонемами така ж, як і в іншій опозиції. Іншими словами, це відношення протиставлення фонем, які пропорційно повторюються у відношеннях протиставлення інших фонем. Наприклад, <б> ~ <п> = <д> ~ <т> = <ґ> ~ <к> = <г> ~ <х> = <ж> ~ <ш> = <з> ~ <с> = <дж> ~ <ч> = <дз> ~ <ц>. Тут усі фонеми попарно протиставляються за дзвінкістю-глухістю. Якщо відмінність певної пари фонем більше ніде не повторюється, то така опозиція називається ізольованою. Так, тільки фонеми <р> і <л> протиставлені за ознаками дрижачість (вібрантність) і плавність.
Градуальні опозиції (їх ще називають ступінчастими) характеризуються різним ступенем (градацією) однієї й тієї ж ознаки. Так, зокрема, фонеми <е> й <і> різняться ступенем розкриття рота.
Еквіполентні опозиції (рівнозначні) — це такі позиції, в яких обидва члени логічно рівноправні, тобто не характеризуються ні різним ступенем якоїсь однієї ознаки, ні наявністю або відсутністю ознаки. Наприклад, фонеми <п> і <т> мають спільні ознаки — глухість, твердість, зімкненість (проривність), однак кожна з них має ще одну, тільки їй у даному випадку притаманну, ознаку (губність для <п> і передньоязиковість для <т>).
Опозиції, члени яких розрізняються тільки однією ознакою, а за всіма іншими збігаються, називаються корелятивними. Наприклад: <б> ~ <п>, <д> ~ <т>, <в> ~ <ф>, <н> ~ <н'>.
Американські вчені Р. Якобсон, Г. Фант і М. Халле на основі електроакустичних досліджень спробували розробити універсальну систему диференціальних ознак, яка б задовольнила всі мови світу. Ця система побудована на бінарному принципі, внаслідок чого всі фонемні опозиції зводяться до привативних.
Загальне число опозицій - дванадцять, одні з них враховують звучність, інші - тон звука (9 ознак звучності і 3 ознаки тону):
1) голосний характер - вокальність – неголосний характер - невокальність;
2) приголосний характер - консонантність – неприголосний характер -неконсонантність;
3) компактність (наявність у спектрі центральної ділянки більшої концентрації енергії) — дифузність (менша концентрація енергії в центральній ділянці спектра і поширення звукової енергії на його периферію);
4) напруженість — ненапруженість;
5) дзвінкість — глухість;
6) назальність (носовий характер) — неназальність (ротовий характер);
7) перервність — неперервність (або нетривалість - тривалість);
8) різкість (висока інтенсифікація шумів) — нерізкість (невисока інтенсифікація шумів);
9) глоталізованість — неглоталізованість;
10) низька тональність — висока тональність;