Teikumu apstrāde ir psiholingvistikas nozare, kas pēta, kā prāts saprot attiecības starp vārdiem teikumā un iegūst nozīmi no izteikumiem. Pieejas teikumu apstrādei atšķiras atkarībā no izpratnes par vispārējo kognitīvo funkciju lomu valodas lietošanā pretstatā specializētajām lingvistiskajām funkcijām. Tie var atšķirties arī atkarībā no tā, vai to galvenā problēma ir sintaksi vai plašāks teikuma konteksts.
Liels strīdu avots psiholingvistikas jomā ir diskusijas par to, cik lielā mērā dažādi izziņas aspekti ir iesaistīti valodas lietošanā. Daži valodnieki iet tik tālu, ka domās postulē “melno kasti”, kas ir atbildīga par visām lingvistiskajām zināšanām un prasmēm, kas ir atsevišķi no jebkura cita veida domāšanas. Citi, piemēram, kognitīvās semantikas piekritēji, uzskata, ka valoda ir ciešāk saistīta ar vispārējām kognitīvajām funkcijām, īpaši atmiņu.
Jo īpaši teikumu apstrādes jomā pētnieki mēdz sadalīties starp šīm divām nometnēm. Lai izskaidrotu teikuma apstrādi, daži koncentrēsies uz izziņas ekstralingvistiskajām īpašībām, piemēram, verbālo darba atmiņu. Šie pētnieki var arī nodarboties ar faktoriem, kas ir ārpus prāta. Viņi, piemēram, var izvirzīt teoriju, ka teikuma izpratnes grūtības atbilst tam, cik līdzīgs teikumam ir sintakse vai saturs citiem teikumiem, ar kuriem persona iepriekš ir saskārusies.
No otras puses, dabiskās valodas teorētiķi uzskata, ka ir noteiktas smadzeņu zonas, kas īpaši veltītas teikumu sintakses izpratnei, ar kurām klausītājs nekad iepriekš nav saskāries. Liela daļa pētījumu par teikumu apstrādi, ko veic šie teorētiķi, ir saistīti ar izpēti, kā prāts veic korekcijas, lasot teikumu, lai iegūtu jēgu no tā sintaktiskā un semantiskā satura, it īpaši, ja ir kāda veida neskaidrības. Saskaņā ar šo teoriju teikumu apstrāde, visticamāk, nav tieši saistīta ar atmiņām par līdzīgu teikumu atšifrēšanu pagātnē, bet tā balstīsies uz prāta iedzimto spēju saprast sintaksi.
Viena ietekmīga teorija dabiskajā valodā ir pazīstama kā minimālā apstrāde, kas nosaka, ka prāts automātiski pieņem, ka teikums sekos pēc iespējas vienkāršākai struktūrai, līdz kaut kas teikumā pierāda pretējo. Piemēram, divi teikumi “Es redzēju ziloni” un “Es redzēju, ka zilonis dejo” sākas vienādi. Pirmais teikums seko ļoti vienkāršai subjekta-darbības vārda-tiešā objekta struktūrai, bet otrajā tiešā objekta vietā tiek izmantota klauzula. Persona, kas lasa vai dzird otro teikumu, pieņemtu, ka tas seko vienkāršākam modelim, līdz nonāk pie frāzes “dejoja”, kas liktu viņam novērtēt teikuma uzbūvi. Tomēr šī persona nesaskaras ar pirmo teikumu un neuzskata, ka tā tiešais objekts būtu atsevišķa klauzula, jo šāda struktūra ir sarežģītāka.
Citāda, bet saistīta teorija, vēlīnās slēgšanas teorija, apgalvo, ka tā vietā, lai sākumā pieņemtu vienkāršu struktūru, prāts neizdara nekādus pieņēmumus par teikuma sintaksi, kamēr nav izlasīts viss teikums. Piemēram, ņemot vērā iepriekš minētos teikumu piemērus, šī teorija postulē, ka lasītājs līdz teikuma beigām nespētu izdarīt secinājumus par to, vai “zilonis” ir tiešs objekts vai kas cits. Tas novērstu nepieciešamību atkārtoti novērtēt spriedumu vidusposmā.