Fonemik farkındalık ikinci dil edinimi ilişkisi, dil öğreniminin ses boyutundaki mekanizmaları anlayan araştırmacılar için zengin bir inceleme alanı sunmaktadır. Fonemik farkındalık, konuşmanın duyulabilir seslerini (fonem) soyut birimler olarak fark etme, ayırt etme ve işleme kapasitesini tanımlar; bu kapasite hem anadil hem ikinci dil okuryazarlığı gelişiminde önemli bir rol oynar. Fonemik farkındalık ikinci dil ediniminde iki ayrı mekanizma üzerinden etkisini gösterir. İlk mekanizma, anadildeki fonemik farkındalık kapasitesinin yeni dile transfer edilmesidir; bu transfer yabancı dil ses kategorilerine adaptasyonu kolaylaştırabilir ya da anadil fonem repertuarının ikinci dil fonolojisini katalize etmesi nedeniyle güçleştirebilir. İkinci mekanizma ise ikinci dile özgü fonemik farkındalığın edinilmesidir; hedef dilin ses yapısına ilişkin bilinçli bir farkındalık, yabancı dil okuma ve yazma becerilerinin gelişimini destekler. Sesbilgisel bellek, phonological working memory, bu ilişkide kritik bir aracı değişken olarak öne çıkar. Baddeley'nin çalışma belleği modeli içinde fonolojik döngü (phonological loop), yeni sözcüklerin geçici depolanmasını ve kod çözülmesini sağlar. Fonolojik bellek kapasitesi ile sözcük öğrenme hızı arasındaki güçlü korelasyon ikinci dil edinimi literatüründe tutarlı biçimde raporlanmaktadır; bu ilişki özellikle dil öğreniminin başlangıç aşamalarında belirgindir. Kritik dönem hipotezi perspektifinden bakıldığında, yetişkin dil öğrenicilerinin fonemik ayırt etme kapasitesindeki kısıtlar anadilde fonolojik sistemin yerleşmesinin ardından sıkılaşan nöral işleme penceresini yansıtır. Perceptual Assimilation Model (PAM) ve Speech Learning Model (SLM) bu kısıtların hangi koşullar altında aşılabildiğini veya yönetilebileceğini farklı teorik çerçevelerden açıklar. Pratik öğretim çıkarımları açısından fonemik farkındalık müdahalelerinin yabancı dil okuma başarısıyla bağlantısı, özellikle alfabetik ortografi sistemleri için araştırma desteği bulmaktadır. Fonem ayırt etme alıştırmaları ve minimal çift pratiği bu müdahalelerin yapı taşlarını oluşturur.