De relaties tussen de verschillende distinctieve kenmerken kunnen worden beschreven in termen van een geometrie van distinctieve kenmerken. In de generatieve fonologie van Chomsky & Halle (1968) worden klanken voorgesteld als ongeordende bundels van binaire distinctieve kenmerken, bijvoorbeeld [+nasaal], [-stem], etc. Clements (1985) betoogt echter dat deze set van fonologische kenmerken een interne structuur vertoont. Zo zouden bijvoorbeeld plaatskenmerken zich groeperen in een subeenheid van kenmerken, aangezien plaatskenmerken zich in verschillende talen als een eenheid gedragen bij assimilatie. Deze hiërarchische ordening van kenmerken wordt feature geometry genoemd, en ziet er voor het Nederlands als volgt uit.

Zie Booij (1995: 9).

Bovenaan in deze structuur staat de root (letterlijk: ‘wortel’): de fonologische eenheid van kenmerken die samen het fonologisch segment (het foneem) vormen. De root wordt gekarakteriseerd door de binaire kenmerken consonant en sonorant. Met behulp van deze kenmerken kan men namelijk drie hoofdklassen van segmenten onderscheiden; ze worden daarom ook hoofdklassekenmerken genoemd:

Het kenmerk consonant heeft betrekking op de mate van vernauwing in het spraakkanaal en onderscheidt medeklinkers van klinkers. Ook het kenmerk sonorant heeft betrekking op de mate van vernauwing: +sonorant zijn alle klinkers en alle medeklinkers behalve plof- en wrijfklanken; ze worden gerealiseerd met een spraakkanaal dat dusdanig weinig vernauwing vertoont dat de lucht vanuit de longen zonder hoorbare wrijving kan ontsnappen; sonorante klanken zijn spontaan stemhebbend.

Verder heeft ook het kenmerk approximant betrekking op de mate van vernauwing: [+approximant] zijn die klanken waarbij de ene articulator dicht bij de andere is, maar zonder het spraakkanaal dusdanig te vernauwen dat er luchtturbulentie ontstaat (Booij 1995: 25). Obstruenten en nasalen zijn [-approximant], alle andere segmenten zijn [+approximant].

De zogenaamde ‘klasseknoop’ laryngaal karakteriseert segmenten die zich als een klasse gedragen (bijv. de klasse van stemhebbende segmenten). Deze knoop omvat kenmerken die allemaal betrekking hebben op de manier waarop de larynx of het strottenhoofd gebruikt wordt tijdens het spreken. Voor het Nederlands is het laryngale onderscheid tussen stemhebbende en stemloze segmenten van belang. Het kenmerk [stem] is enkel distinctief voor obstruenten, aangezien klinkers en sonorante medeklinkers altijd stemhebbend zijn.

De supralaryngale kenmerken bestaan uit de kenmerken betreffende de manier en de plaats van articulatie. De kenmerken betreffende de manier van articulatie zeggen iets over hoe de luchtstroom vervormd wordt tijdens de articulatie; het gaat om de kenmerken continuant, nasaal en lateraal. [-Continuant] zijn die klanken waarbij de luchtstroom in het spraakkanaal onderbroken wordt. Voor het Nederlands is dat het geval bij neusklanken, plofklanken en laterale klanken (meer specifiek de l ).

Typologisch onderzoek laat zien dat nasalen en l zich in sommige talen als [-continuant] gedragen en in andere talen als [+continuant]; zie Mielke (2008).

Alle andere medeklinkers en alle klinkers zijn [+continuant]. Het kenmerk [nasaal] heeft betrekking op de stand van het zachte gehemelte: verlaagd bij de neusklanken ([+nasaal]), maar verheven bij alle andere klanken ([-nasaal]). Het kenmerk [lateraal] is in het Nederlands enkel distinctief voor de l : deze klank wordt geproduceerd met het middelste deel van de tong tegen de tandkassen maar met neerhangende zijkanten, zodat de lucht lateraal kan ontsnappen.

Er worden drie plaatskenmerken onderscheiden op basis van de actieve articulator: de lippen (‘labia’), het voorste deel van het tongblad (‘corona’), en de tongrug (‘dorsum’). De plaatskenmerken labiaal, coronaal en dorsaal zijn privatief in plaats van binair. Dit wil zeggen dat deze kenmerken maar één waarde hebben. De lippen spelen een rol bij de articulatie van de labiodentale en bilabiale klanken. Coronaal zijn de klanken die geproduceerd worden met het voorste deel van de tong als actieve articulator; dit zijn de alveolaire en alveolo-palatale medeklinkers. De alveolaire medeklinkers worden bovendien gekarakteriseerd als [+anterieur], de alveolo-palatale als [-anterieur]. Dorsale medeklinkers worden geproduceerd met een vernauwing bij de tongrug; dit zijn de palatale, velaire en uvulaire medeklinkers. Palatale medeklinkers zijn [-achter], velaire medeklinkers en de uvulaire R zijn [+achter]. Bovendien zijn palatale en velaire medeklinkers [+hoog], terwijl de uvulaire R [-hoog] is. De tongrug is verder ook de belangrijkste articulator voor klinkers. Het kenmerk achter speelt dus ook een rol bij het onderscheid tussen voor- en achterklinkers. De kenmerken [hoog] en [midden] specificeren de klinkerhoogte. Ten slotte zijn ook de lippen bij de articulatie van klinkers betrokken; met andere woorden, klinkers zijn ook labiaal. De lippen kunnen gerond zijn ([+rond]) of neutraal of gespreid ([-rond]).

Bepaalde fonologische kenmerken zijn voor specifieke fonemen te voorspellen op basis van de aanwezigheid van andere kenmerken. Zo zijn bijvoorbeeld alle nasale medeklinkers voorspelbaar [+stem]; zie Booij (1995: 20).

Chomsky & Halle (1968), Gussenhoven & Broeders (1976), Mees & Collins (1982), Collins & Mees (1984), Clements (1985), Neijt (1991), Booij (1995), Van der Torre (2003), Mielke (2008).