Il a d'abord étudié des langues très diverses (sémitiques, amérindiennes), ce qui lui a permis d'élaborer une théorie, le distributionnalisme, qui réalise une description générale des langues naturelles. Mais il s'est vite heurté aux limites de la méthode. Il a alors introduit la notion de « transformation », que son élève Chomsky reprit dans le cadre de la grammaire générative (Structures mathématiques du langage, 1968).
