Enfoques para modelado de lenguaje que postulan explícitas dispositivos mecánicos o procedimientos operan en fundamentos teóricos para elaborar el conjunto completo de posibilidades lingüísticas en un idioma determinado. Tales dispositivos mecánicos se expresan en términos complejos formalismos inspirados por trabajo en matemáticas, Ciencias de la computación y la lógica. Formal enfoques suelen adoptar un enfoque modular para el lenguaje y la mente y asumir que el objetivo de investigación lingüística es capturar complejos fenómenos lingüísticos en lo más precisa y económica un camino posible. Ejemplos de tales enfoques incluyen el paradigma de la gramática generativa desarrollada por Noam Chomsky y la tradición conocida como semántica formal inspirado en la obra del filósofo del lenguaje Richard Montague.