Психолингвистика решает свои практические задачи в тех условиях, когда методы "чистой" лингвистики недостаточны. Особое внимание уделяется речи в условиях тех или иных помех, к общению в затруднённых по тем или иным причинам условиях, в нестандартных ситуациях: детская речь, речь при различного рода патологиях, речь на иностранном языке при недостаточном его знании, речь в состоянии эмоционального возбуждения, коммуникация при помехах в канале связи или в искусственных человеко-компьютерных системах, общение в условиях использования "нестандартных" форм языка — просторечия, сленга, жаргона, местного говора.

Психолингвистика исследует следующие проблемы: психолингвистические единицы восприятия речи, этапы порождения и понимания речевого высказывания, обучение языку (особенно иностранному), речевое воспитание дошкольников и вопросы логопедии, клиника центрально-мозговых речевых нарушений, диагностика нервных заболеваний на основе наблюдений над речью, проблемы речевого воздействия (пропаганда, деятельность средств массовой информации, реклама), лингвистические аспекты авиационной и космической психологии, а также судебной психологии и криминалистики, вопросы организации внутреннего лексикона человека, проблемы машинного перевода, проблемы диалога человека и компьютера, автоматическая обработка текста, информатика, теория и практика искусственного интеллекта.

Психолингвистика как стыковая наука близка по предмету исследования к лингвистике, а по методам к психологии (обычное наблюдение с записью его результатов на магнитофон, видеоплёнку или бумагу или с использованием принадлежащих испытуемым лицам сочинений, дневников, писем и т.п.; эксперименты на детекцию речевого сигнала, различение, идентификацию, интерпретацию (аналогичные экспериментам в психологии и в фонетических исследованиях щербовской школы); свободный ассоциативный эксперимент, направленный на исследование отдельных слов или групп слов и позволяющий установить для слов их ассоциативные поля, внутри которых выделяются связи-ассоциации парадигматические, синтагматические и тематические; направленный ассоциативный эксперимент, вводящий ограничения либо в сам стимул, либо в экспериментальное задание; методика "семантического дифференциала" Чарлза Осгуда, предполагающая оценку стимула в каких-либо признаках на основе заданных экспериментатором шкал и находящая применение не только в исследовании отдельных слов, но и звуков одного языка, корреспондирующих звуков разных языков и даже целых текстов — радиорепортажей, научно-популярных и поэтических текстов; вероятностное прогнозирование, позволяющее оценить субъективную частотность отдельных слов и её влияние на распознаваемость в условиях помех; индексирование текста путём выделения в нём ключевых слов, установления их частот и выделения малого, среднего и большого наборов ключевых слов, отражающих соответственно основную тему текста, ситуацию взаимодействия между его "героями" и основное содержание текста).