第三，字音。“训诂之旨，存于声音”。考求字义，当从字音入手。然而，后世人以音求义时，却发现字义与字音时常不一致，出现一音多字、一字多音、多字音近、一义多字多音种种复杂的情形。刘师培指出，所以产生种种歧异，在于“时有推移，地有异同，则声有变迁”。其一，“音随地而异”。地理环境不同，或山地，或平原，或濒河，或临海，生活在不同环境中的人群，受环境的影响，反映同一意义的事物，发出的声音却有所不同。“古代形异而义同之字，皆因方言之不同，各本方音造字形”。他将中国各地的方言分为10种：河北关西方言，“因地多高峻，故发音粗厉”；河南淮北方言，“因地多平原，故发音平易”；淮南江北方言，“因地居南北之中，其音重浊而略涉轻扬”；汉水南北方言，“因其地多山，故其言佶屈，其音自清”；江浙方言，“因地处众水下游，故发音轻浅而多浮”；皖南方言，“因表里皆山川，故其音轻扬亦略涉重浊”；湘赣方言，“因其地多山，故发音亢厉，似浮而实沉”；粤西滇黔方言，“其地多山，然其言平易，多与金陵同”，因当地居民，先祖多系明代调戌的江苏官兵；闽中方言，“因开辟最迟，故其音佶屈”；粤东方言，“因其地边海，成一特别之音，其音最多（亦最清浅）”。正由于各地方言的千差万别，才出现了同一义而字音不同、字形不同的现象。其二，“音随时而殊”。在数千年的历史长河中，字音也经历着不断的变化，所以古音与今音不同。“大抵上古之时，野蛮之风未革，故声音重浊，而其音愈少；近世以来，文明之风稍启，故声音轻浅，而其音愈多。此声音进化之公例也。”
音随时而殊，今音与古音不同；音随地而异，同一义而各方字音、字形不同。探究古今音变化及各地方言变异的规律，成为文字学研究的重要课题。刘师培从字义起于字音的原理出发，指出，凡音同之字，其义必相同或相近；凡音近之字，其义亦必相同。他尤为注重研究汉字中的双声、叠韵现象，努力揭示这种字音转化与字义之间的内在联系，指出：凡双声之字，义可互训；凡叠韵之字，其义亦可互训。
双声指声母相同的两个字，“即古人之所谓和，切韵家所谓同母之字，而小学家所谓一声之转也。”如蜘蛛二字，又如参差二字。凡双声之字，义必相近，故二字可以互训。双声互转，是方言变异的规律之一。“方言之不同，大抵皆由于双声以互转耳，本为一事一物，而读之有两音，因两音而造为二字。然两音既系双声之字，则其义亦必相同。”如山西人风字发为分音，胸字发为熏音，风与分双声，胸与熏双声。
叠韵指韵母相同的两个字，“即古人之所谓谐，切韵家所谓同韵之字，而小学家所谓音近之字也。”如昆仑二字，又如窈窕二字。古人作文多讲求押韵，凡句末之字，皆叠韵之字。“叠韵之字，义必相近，故二字即可互训。”同双声互转一样，叠韵互转也是方言变异的规律之一。如《颜氏家训》载：“南人谓钱曰涎”，钱、涎同韵。
刘师培指出，运用双声、叠韵音转义同的规律来研究汉字，很多疑难问题即可迎刃而解。其一，古籍中的异文问题。如《尚书》中“平章百姓”句，《史记》作“便章百姓”，其实便字是平字的转音，二字同声。又如《毛诗》中“君子好逑”句，《礼记》作“君子好仇”，仇字为逑字转音，二字同韵。“古籍之有异文者”，以双声、叠韵之法求之，“则其义自明。”其二，汉读问题。汉代学者注解古籍，于文字注音，或注读如某字、读若某字，或注读曰某字，读为某字。如何理解这种注音体例，后世学者说解纷纭。刘师培以为：“读如、读若，主于说音，比方之词也；读曰、读为，主于更字说义，变化之词也。……此汉儒音读之例也。”他的解释，与段玉裁一致。不过，他进而揭示，凡言“读若某者，其读若之字，亦多与本字为双声。……双声者，同母之字也。凡同母之字，古人多可通用。”例如：“倗，朋声，读若陪。”倗字的本字朋与陪字同声母。凡言读为、读曰，改音改字者，“亦必与本字之音为双声。”例如《大学》中的命字，郑玄注：“当作慢。”命字与慢字同声母。同样的道理，凡言某读若某者，或言某读为某、改音改字者，“亦必与本字之音为叠韵。”例如：“莠，秀声，读若酉。”莠字的本字秀与酉同韵母。又如，《易经》“履霜”句，郑玄“读为礼。礼、履叠韵。”故明双声、叠韵之说，“斯可以读古籍，……否则捍格难通也。”其三，反切问题。汉字注音，传统上用两个字拼合，上字取声，下字取韵及调，称为反切。
《左传》已有“不律为笔”、“丁宁为钉”的记载，说明反切注音早在周秦时代即使用。至三国魏人孙炎作《尔雅正义》，用反切法注音，这种注音方法开始盛行开来。刘师培指出，不明双声、叠韵之法，则“不能言切韵”。所谓上字取声，即上字与所注之字为双声；下字取韵，即下字与所注之字为叠韵。“欲定每字之切音，先取同母之字，后取同韵之字，连类相呼，其音即得。”其四，一字数音问题。同一字出现多个读音，原因一在于各地方言不同，从而出现多个不同的读音。“凡字音与文字偏旁相合，及与物类之音相合者，皆正音也。”各地方音则为转音。正音与转音之间，不是双声就是叠韵。故“各方土音，无非由正音而转。若明于双声、叠韵之法，则各地之方言，皆可以由此通彼，而审其异同之故。”出现一字多音的再一原因，在于汉字往往一字多义，为区别不同含义，“故一字分为数音”。然而多音之间，也多数属于双声。如度字，一为徒故切，“尺度之义”；一为度落切，“其义转为忖度之度”。两音同声母。
《中国文学教科书》介绍了汉字语音系统的研究状况。汉字语音系统包括母、韵、调三个要素。其一，母。母又称字母，即声母。“字母之说，本古籍所未言。自佛书入中国，始有字母之名。”唐代首创36字母，此后长期流行于学术界。至清代，戴震、邹汉勋将其并为20。其二，韵，即韵母。中国历来韵学发达。自魏晋起，为方便韵文写作者检索押韵，编写了不少韵书。这些韵书大致先分四声或五声，再分韵母，韵母分为数十部。凡同声同韵的字为一类，取其中一个字为标目。各书韵目各不相同，有分为200多目的，如隋代的《切韵》、唐代的《唐韵》、宋代的《广韵》和《集韵》；有分为100多目的，如宋代的《韵略》。《韵略》分107目，后称平水韵，流传最广。韵书的编写，为汉字韵母构成、分类的研究奠定了基础。其三，调。调即声调。南朝齐、梁之际，汉字声调分为平、上、去、入，“始有四声之说。”而平声又分阴、阳，“故有五音之说”。《韵学通指》称平、上、去三声均有阴、阳之分，故又有七音之说。“今日粤东之音已具七音，七音之说，似未可非。”后世语音变化，入声基本消失，分阴、阳、上、去四声。
汉字语音系统的研究成果，为近代创立新的注音方法奠定了基础。汉代人注音，使用读若某、读为某的方法，即用一个汉字为另一个汉字注音。魏晋以后另创反切方法，用两个汉字呼合的方法注音，较汉代注音方法大为进步，流行了一千多年。但是，由于不少汉字一字多音，其韵母也不易准确确定，所以反切法难以注出准确的读音。到了近代，随着社会的迅速发展，文字的普及和统一日益迫切，改革旧的注音方法势在必行；西方语言学理论的大量传入，也为改革提供了借鉴。在《读书随笔》一文中，刘师培提出了创造字母、使用拼音文字的主张：“居今日之中国，舍形字而用音字，势也。”“知等韵、古韵之相贯，即知由双声、叠韵可以通反切矣。知反切之理，即知字母之不难制造矣。”他关于汉语改用表音文字的意见，固然过于偏激。但是，他关于仿行西法，创造字母并以之相拼以注音的方法，却是符合汉字注音方法改革方向的。
第四，训诂。刘师培指出，训诂学的起因，其一在于文字随时代而变异，“则生于后世，必有不能识古义者。若欲通古言，必须以今语释古语。”其二在文字随地域而不同，“则生于此地，必有不能识彼地之言者。若欲通方言，必须以雅言证方言。”其三在于后世口头语言与书面语言分离，“凡通俗之文，必与文言之文有别。则书籍所用之文，又必以通俗之文解之。”训诂之学，始于东周。东周训诂字义，有以本字训本字者，如“蒙者，蒙也”；有以音近之字训本字者，如“君，群也”；有以数字递相训者，如“福者，备也，备者，百顺之名也”；有一字不仅一义者；有以字形解字者；有以字义解字者。前四种，“大抵字义与字音相合，皆以字音训字义者”；后两种，均为字义起于字形，“即以字形解字义。”汉代训诂学，主要在注释六经、诸子。一为以今语释古语，“诚以古训难明，故借俗语以明之”；一为以今制明古制，“诚以古今制度不甚相远，故以今况古。”唐代义疏之学盛行，以疏释注。“盖汉魏以前之文，又非隋唐之人所克解也。故有汉人之注，然后汉人可解古书；有唐人之疏，然后唐人可因汉注读古书。”宋代学者虽然流于空疏，但也并非不讲求训诂。训诂之书，最早为《尔雅》。《尔雅》一书，以释义为主。其一，以今语释古语。如训初、哉、首、基、肇、祖、元、胎、俶、落、权、舆等12字为始。前12字“皆系古代之称，而始字则为当代普通之称。”其二，以雅言释方言。如：“斯、侈，离也。”斯、侈为方言，离为雅言。其三，以俗语释文言。如“明明、斤斤，察也。”明明、斤斤为文言，察为通俗语。汉代训诂学著作，流传至今的又有扬雄所著《方言》，许慎所著《说文解字》。班固等所著《白虎通德论》虽为“释典礼之书，然一字必穷其义。……保存古训之功，岂可没欤！”
