En la teoría de la gramática transformacional, las oraciones tienen dos formas de representarlas: estructura profunda y superficial. La estructura profunda se refiere al significado subyacente de una oración tal como está representada y comprendida en el cerebro. Sirve como contrapunto a la estructura de la superficie, que es la forma real escrita o hablada de la oración. Este concepto fue creado por Noam Chomsky en su libro de 1957, Estructuras sintácticas, que formuló la teoría de la gramática transformacional. Según esta teoría, los seres humanos utilizan transformaciones, un tipo de proceso cognitivo, para mapear las relaciones estructurales entre los referentes oracionales comprendidos en las regiones lingüísticas del cerebro y el contenido real de una oración que se ve o se escucha.
El concepto de estructura profunda sostiene que la información relacionada con cada componente de una oración, como sus sujetos y predicados, se codifica en piezas abstractas dentro del cerebro. Las oraciones que son diferentes en términos de su estructura superficial, como «El niño pateó la pelota» y «La pelota fue pateada por el niño», pueden tener la misma estructura profunda. La razón de esto es que los componentes de cada oración están relacionados de la misma manera en el cerebro, de modo que los humanos pueden entender las oraciones como semánticamente equivalentes, aunque sean sintácticamente diferentes. Con oraciones ambiguas, como «He visto a un hombre conduciendo», con una sola estructura de superficie, se pueden crear múltiples interpretaciones estructurales reorganizando las piezas que lo componen, como «He visto a un hombre conduciendo» o «He visto a un hombre que normalmente conduce «.
La estructura profunda, como la describe Chomsky, estaba sujeta a ciertas reglas innatas en el cerebro humano. Estos incluyen reglas de transformación para derivar el significado de la estructura superficial de una oración, como agregar un objeto implícito a una oración: el comando «¡Solo conduce!» se convierte en una instrucción para «Conducir el coche», a través de la regla de la suma, por ejemplo. A través de otras transformaciones, la estructura profunda de un pensamiento se convierte en oraciones gramaticalmente correctas que pueden ser entendidas por el oyente o el lector. Estas reglas, así como la capacidad de mantener ideas abstractas en el cerebro, son innatas, según la teoría, por lo que no es necesario enseñar a las personas a codificar el lenguaje en términos de estructura profunda; es un proceso que ocurre automáticamente. Aunque el concepto de estructuras sigue siendo importante en lingüística, la mayoría de los lingüistas ya no creen que la estructura profunda sea la única forma en que los humanos derivan significado del lenguaje.