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語義學[1]（英語：semantics）也作語意學[2]，是以語言學觀點研究語言意義的學科，也是對指稱、意義或真理的研究。語義（semanteme）是語言單位本身具有的意義，其強調客觀存在意義，意義應唯一，屬語言意義。語意（meaning）是語言單位融入個人主觀思想後所表達的意思，其強調情感和主觀想法，意義並不唯一，屬言語意義。
語義學涉及了語言學、邏輯學、計算機科學、自然語言處理、認知科學、心理學等諸多領域。雖然各個學科之間對語義學的研究有一定的共同性，但是具體的研究方法和內容大相逕庭。語義學的研究對象是自然語言的意義，這裡的自然語言可以是詞彙，句子，篇章等等不同級別的語言單位。但是各個領域裡對語言的意義的研究目的不同：
1883年，法國學者米歇爾·布雷亞爾在期刊《法國的希臘研究》第17卷第133頁的文章中首次提到了「語義學即意義的科學」，並根據希臘語創造出「語義學」（sémantique）這個詞彙[3]。1897年，他出版了自己的第一部語義學專著《語義學：意義科學研究》[4]（舊譯《語義學初探》）[3]，標誌著現代語義學作為一門獨立學科誕生。
和語義學經常混淆的一個術語是符號學（Semiotics），二者沒有直接的聯繫。（關於符號學的具體內容，請參見相關條目。）
另外需要指出的是美國的general semantics，其主旨與語義學沒有直接聯繫，general semantics這方面的著作比如有早川一會的《語言行動》（Language in Action）、《語言與人生》（Language in Thought and Action）。
若從嚴格意義上的語言學研究來分類，在現代語言學的語義學中，可以分為結構主義的語義學研究和生成語言學的語義學研究。
結構主義語義學是從20世紀上半葉以美國為主的結構主義語言學發展而來的，研究的內容主要在於詞彙的意義和結構，比如說義素分析，語義場，詞義之間的結構關係等等。這樣的語義學研究也可以稱為詞彙語義學，詞和詞之間的各種關係是詞彙語義學研究的一個方面，例如同義詞、反義詞，同音詞等，找出詞語之間的細微差別。
生成語義學是20世紀六七十年代流行於生成語言學內部的一個語義學分支，是介於早期的結構主義語言學和後來的形式語義學之間的一個理論陣營。生成語義學借鑑了結構語義學對義素的分析方法，比照生成音系學的音位區別特徵理論，主張語言的最深層的結構是義素，通過句法變化和詞彙化的各種手段而得到表層的句子形式。
形式語義學是從20世紀70年代開始發展出來的一個理論陣營。最初的研究開始於蒙太古以數理邏輯方法對英語的研究，後來經過語言學家和哲學家的共同努力，發展成為一個獨立的學科，並且摒棄了蒙太古對生成語言學的句法學的忽視，強調語義解釋和句法結構的統一，從而最終成為生成語言學的語義學分支。現今的形式語義學的研究在歐美的語言學系都很繁榮，喬姆斯基作出了大量貢獻。哲學系對形式語義學的研究已經漸漸失去了原有的興趣，進而轉向了心靈哲學的研究。
現代的邏輯學，或者說形式邏輯、數理邏輯等，其目的是設計出來一套形式語言系統，並對其作出語義解釋。這樣的形式語言系統是一個個抽象的封閉體系，但是可以應用於很多的不同領域，比如說法律、計算機等等領域對邏輯學的應用。
一個邏輯系統通常由三個部分組成，即詞彙部分、句法部分和基於模型論的語義部分。
- 所謂的詞彙部分就是列舉出一個形式系統所使用的所有符號，
- 句法部分是這些符號的組合規則，規定什麼樣的符號序列可以是這個系統的句子，
- 語義部分是對合格句子的解釋，這樣的解釋通常是：在一個模型中進行的對真值條件推導。
邏輯學的語義學著眼點在於邏輯系統的語義解釋，是一個理想化的模型系統，不直接涉及自然語言。但是在形式語義學中，很多的語義學概念是從邏輯學的語義學中引申來的。
語義學還廣泛地應用於其他領域，比如說計算理論中的語義學，其本質和邏輯學的語義學是一樣的，都是對一個形式語言系統的解釋。比如邏輯程式語言Prolog。在自然語言處理的研究中，對語義的研究也是一個非常重要的領域。現在比較成功的是對詞彙意義的研究，但是對更大語言單位的意義的研究還在發展中。網際網路理論中討論的Web 2.0的一個很重要的特徵就是語義網絡，其目的是以語義為綱領組織網絡資源。在認知科學等方面對詞彙語義學的研究也很深入，早以超越了傳統的結構主義。比如lexical priming研究的是詞義是如何在人腦中以網絡的形式儲存的，一個詞彙往往會激活很多相關的詞彙。這方面的研究還有很多，比如WordNet，這裡不一一列舉。
語義學研究的重點在於語言意義表達的系統，不涉及具體的應用。語用學也研究語言的意義，但是更多的著眼於語言在具體語境中的意義，言語行為、預設、會話涵義等等。但是在形式語義學的研究中，二者的界限已經不是那麼重要了，很多學者把語用學的內容進行了形式化。
漢語的語意學研究較為久遠，最早期的作品有《爾雅》、《方言》等，以及隨後的《說文解字》等對詞彙和漢字含義的研究著作，中國的註疏訓詁學也涉及詞彙學以及歷史詞彙學的諸多內容。例如中國語言學家王力所著的《漢語史》就有對詞彙意義發展變化的部分探討內容。
中國的結構主義詞彙學在美國結構主義語言學引進以後有了很大的發展，同期也開始出現了很多的著作，例如北京大學中文系學者符淮青的《詞義的分析與描寫》以及賈彥德的《漢語語義學》等。
形式語義學隨著生成語言學的興起也開始有所發展，比如香港的潘海華和台灣的林若望對此均有涉獵。但在大陸此方面則起步較為遲緩，但也略有相關研究，例如北京大學中文系的袁毓林對漢語中「都」使用情況的相關研究。
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