In der Theorie der Transformationsgrammatik können Sätze auf zwei Arten dargestellt werden: Tiefen- und Oberflächenstruktur. Tiefenstruktur bezieht sich auf die zugrunde liegende Bedeutung eines Satzes, wie er im Gehirn dargestellt und verstanden wird. Es dient als Kontrapunkt zur Oberflächenstruktur, der eigentlichen geschriebenen oder gesprochenen Form des Satzes. Dieses Konzept wurde von Noam Chomsky in seinem 1957 erschienenen Buch Syntactic Structures entwickelt, das die Theorie der Transformationsgrammatik formulierte. Nach dieser Theorie nutzt der Mensch Transformationen, eine Art kognitiver Prozess, um strukturelle Zusammenhänge zwischen in den Sprachregionen des Gehirns verstandenen Satzreferenzen und dem tatsächlichen Inhalt eines gesehenen oder gehörten Satzes abzubilden.
Das Konzept der Tiefenstruktur behauptet, dass Informationen, die sich auf jede Komponente eines Satzes beziehen, wie etwa seine Subjekte und Prädikate, im Gehirn in abstrakte Teile kodiert werden. Sätze, die sich in ihrer Oberflächenstruktur unterscheiden, wie „Der Junge hat den Ball getreten“ und „Der Ball wurde vom Jungen getreten“ können dieselbe Tiefenstruktur haben. Der Grund dafür ist, dass die Bestandteile jedes Satzes im Gehirn auf die gleiche Weise miteinander verbunden sind, sodass der Mensch die Sätze als semantisch äquivalent verstehen kann, obwohl sie syntaktisch unterschiedlich sind. Bei mehrdeutigen Sätzen wie „Ich habe einen Mann fahren gesehen“ mit nur einer Oberflächenstruktur lassen sich durch Neuanordnung der Einzelteile mehrere strukturelle Interpretationen erzeugen, wie etwa „Ich habe einen Mann fahren gesehen“ oder „Ich habe einen Mann gesehen“. der normalerweise fährt.“
Die Tiefenstruktur, wie sie von Chomsky beschrieben wurde, unterlag bestimmten Regeln, die dem menschlichen Gehirn angeboren sind. Dazu gehören Transformationsregeln zur Ableitung der Bedeutung der Oberflächenstruktur eines Satzes, wie das Hinzufügen eines implizierten Objekts zu einem Satz: der Befehl „Einfach fahren!“ wird beispielsweise durch die Additionsregel zu einer Anweisung für „Drive the Car“. Durch andere Transformationen wird die Tiefenstruktur eines Gedankens in grammatikalisch korrekte Sätze umgewandelt, die vom Hörer oder Leser verstanden werden können. Diese Regeln sowie die Fähigkeit, abstrakte Ideen im Gehirn aufrechtzuerhalten, sind der Theorie zufolge angeboren, so dass den Menschen nicht beigebracht werden muss, Sprache in Bezug auf die Tiefenstruktur zu kodieren; es ist ein Prozess, der automatisch abläuft. Obwohl das Konzept der Strukturen in der Linguistik nach wie vor wichtig ist, glauben die meisten Linguisten nicht mehr, dass die Tiefenstruktur der einzige Weg ist, wie Menschen Bedeutung aus der Sprache ableiten.