ภาษาศาสตร์คอมพิวเตอร์ หรือ ภาษาศาสตร์เชิงคำนวณ (อังกฤษ: computational linguistics) เป็นสหวิทยาการที่ว่าด้วยการสร้างแบบจำลองเชิงตรรกะของภาษาธรรมชาติ จากมุมมองในเชิงคำนวณ แบบจำลองนี้ ไม่ได้จำกัดอยู่แค่ในสาขาในสาขาหนึ่งของภาษาศาสตร์
เดิมทีเดียว นักภาษาศาสตร์คอมพิวเตอร์มักจะเป็นนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ ซึ่งเชี่ยวชาญในด้านการประยุกต์ใช้คอมพิวเตอร์เพื่อประมวลผลภาษาธรรมชาติ (natural language) แต่งานวิจัยในช่วงหลัง ได้แสดงให้เห็นว่า ภาษานั้นซับซ้อนเกินกว่าที่คาดคิดไว้ ดังนั้นกลุ่มศึกษาภาษาศาสตร์คอมพิวเตอร์จึงกลายสภาพเป็นกลุ่มสหวิทยาการไป โดยจะต้องมีอย่างน้อยหนึ่งคนที่เป็นนักภาษาศาสตร์? (นั่นคือ ฝึกฝนมาทางด้านภาษาศาสตร์โดยเฉพาะ) ส่วนคนอื่น ๆ อาจจะเชี่ยวชาญในสาขา วิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ ปัญญาประดิษฐ์ จิตวิทยาปริชาน (en:cognitive psychology) ตรรกวิทยา และอื่น ๆ
ภาษาศาสตร์คอมพิวเตอร์นั้นนับเป็นแขนงวิชาแรกเริ่มของปัญญาประดิษฐ์แขนงหนึ่ง ซึ่งเริ่มต้นในสหรัฐอเมริกาในช่วงคริสต์ทศวรรษที่ 1950 (พ.ศ. 2493 ถึง พ.ศ. 2503) เพื่อแปลเอกสารภาษาต่างประเทศไปเป็นภาษาอังกฤษโดยอัตโนมัติ โดยเฉพาะการแปลวารสารวิทยาศาสตร์ของสหภาพโซเวียต ในสมัยนั้นคอมพิวเตอร์ได้พิสูจน์ความสามารถแล้วว่า สามารถแก้ปัญหาทางคณิตศาสตร์ที่ซับซ้อนได้เร็วกว่าและแม่นยำกว่ามนุษย์มาก แต่ถึงกระนั้น เทคนิคต่าง ๆ ก็ยังไม่ได้รับการพัฒนาให้มีประสิทธิภาพมากพอที่จะประมวลผลภาษาได้
เมื่อการแปลภาษาอัตโนมัติ (machine translation) ที่ให้ผลลัพธ์แม่นยำได้ล้มเหลว จึงได้มีการกลับมามองปัญหาของการประมวลผลภาษาใหม่ พบว่าปัญหานั้นซับซ้อนเกินกว่าที่ได้คาดคิดไว้ในตอนแรก ภาษาศาสตร์คอมพิวเตอร์จึงได้ถือกำเนิดขึ้นเป็นศาสตร์ใหม่ ที่อุทิศให้กับการพัฒนาขั้นตอนวิธี และซอฟต์แวร์ประมวลผลข้อมูลทางภาษาอย่างชาญฉลาด เมื่อปัญญาประดิษฐ์ได้ถือกำเนิดขึ้นในช่วงคริสต์ทศวรรษที่ 1960 (พ.ศ. 2503 ถึง พ.ศ.? 2513) ภาษาศาสตร์คอมพิวเตอร์จึงได้กลายมาเป็นแขนงหนึ่งของปัญญาประดิษฐ์ โดยเน้นการจัดการกับความเข้าใจในระดับมนุษย์ (human-level comprehension) และการสร้างภาษาธรรมชาติ (production of natural languages)
ในการแปลภาษาหนึ่งไปเป็นอีกภาษาหนึ่งนั้น ได้มีการศึกษาวิจัยแล้วว่า คนจะต้องเข้าใจวากยสัมพันธ์ (syntax - หน้าที่และความสัมพันธ์ของคำคำหนึ่งกับคำอื่น ๆ ในข้อความ) ของภาษาทั้งสอง และอย่างน้อยก็ต้องในระดับหน่วยคำ (morphology) และทั้งประโยค ในการเข้าใจวากยสัมพันธ์ คนจะต้องเข้าใจอรรถศาสตร์ (semantics - ความหมาย) ของคำศัพท์ และรวมถึงความเข้าใจในวัจนปฏิบัติศาสตร์ (pragmatics - การสื่อความหมายที่เกิดจาก/หรือแปรไปตาม การใช้งาน) ว่าภาษานั้นใช้อย่างไร เช่น เพื่อบอกเล่า (declarative) หรือเพื่อการประชดประชัน (ironic) ดังนั้นการที่จะแปลความระหว่างภาษาได้นั้น จะต้องใช้องก์ความรู้ทั้งหลายที่มุ่งเน้นความเข้าใจเกี่ยวกับ การประมวลผลและการสังเคราะห์ประโยคของภาษาธรรมชาติแต่ละภาษาโดยใช้คอมพิวเตอร์นั่นเอง
ภาษาศาสตร์คอมพิวเตอร์สามารถแบ่งออกเป็นหลายแขนงหลัก ตามสื่อกลางของภาษาที่ประมวลผล ไม่ว่าจะเป็นทางการพูดหรือการเขียน และตามวิธีการใช้ภาษา ทั้งการวิเคราะห์และสังเคราะห์
สมาคมภาษาศาสตร์คอมพิวเตอร์ ? (Association for Computational Linguistics หรือ ACL) ได้นิยามภาษาศาสตร์คอมพิวเตอร์ไว้ว่า "เป็นการศึกษาภาษาตามแนวทางวิทยาศาสตร์จากมุมมองเชิงคำนวณ นักภาษาศาสตร์คอมพิวเตอร์จะสนใจที่การสร้างแบบจำลองเชิงคำนวณ (en:computational model) ของปรากฏการณ์ทางภาษาศาสตร์ทั้งหลาย"
