La universalidad semántica humana se consigue por medio de un número muy pequeño de sonidos arbitrarios llamados fonemas. Los fonemas son sonidos que los hablantes nativos perciben como diferentes, es decir, que contrastan con otros sonidos. Los fonemas cuando están aislados no tienen sentido, pero cuando se combinan en determinadas secuencias transmiten un significado definido. Los sonidos contrastados en la expresión «gato», por sí mismos no significan nada; pero así combinados significan un pequeño animal. Si tomamos la palabra o la expresión en orden inverso («toga») los mismos sonidos significan vestimenta ritual de los abogados y profesores. Es decir, que los elementos básicos en el lenguaje humano tienen una dualidad de pauta: los mismos sonidos contrastados se combinan y recombinan para formar diferentes mensajes.
Teóricamente la universalidad semántica podría conseguirse por medio de un código que tuviera una dualidad de pauta basada en sólo dos elementos distintivos. Este es el caso de los puntos y rayas del código Morse y del sistema binario 0 y 1 de las computadoras digitales. Pero una lengua natural que tuviera sólo dos fonemas requeriría una serie mucho más larga de fonemas por mensaje estándar que una que tuviera varios fonemas. El hawaiano, con trece fonemas, es la lengua natural conocida con menor número de fonemas. El inglés tiene entre treinta y cinco y cuarenta fonemas (según las fuentes que se citen). Por encima de diez fonemas, no hay ninguna necesidad de construir largas series por mensaje. Por ejemplo, un repertorio de diez fonemas puede ser combinado de tal forma que produzcan diez mil palabras diferentes conteniendo cuatro fonemas cada una. Veamos ahora más detenidamente cómo pueden ser identificados los fonemas y cómo pueden combinarse para formar expresiones con significado.