Klinkers kunnen gerepresenteerd worden in zogeheten klinkerdiagrammen, zie Figuur 1 voor de klinkers in het Nederlands-Nederlands en Figuur 2 voor de klinkers in het Belgisch-Nederlands. De figuren laten subtiele allofonische verschillen zien tussen de klinkers in het Nederlands-Nederlands en die in het Belgisch-Nederlands. De linkerdiagrammen representeren de monoftongen, zoals de i in biet of de ɑ in kat; de rechterdiagrammen representeren de diftongen of tweeklanken, zoals de œy in puin.

Zie ook Van der Harst (2011: 11).

De fonemen met het lengtesymbool (:) zijn leenvocalen.

Klinkerhoogte is af te lezen op de verticale as; de plaats van de articulatie op de horizontale as. Hoge (of gesloten) klinkers vinden we boven in de klinkerdiagrammen, zoals de i en de u. Ze worden geproduceerd met de tong dichtbij het gehemelte. Lage (of open) klinkers, met de tong verder weg van het gehemelte, namelijk de a en de ɑ, vinden we onder in de klinkerdiagrammen. Bij de plaats van de articulatie gaat het om waar de vernauwing tussen tong en gehemelte plaatsvindt. Voorklinkers, zoals de i en de ε, staan meer naar links in een klinkerdiagram; achterklinkers, zoals de a en de u, meer naar rechts.

Tweeklanken, in de rechterdiagrammen van Figuren 1 en 2, worden gekenmerkt doordat er een verglijding optreedt tussen de begin- en eindpositie van de tong. Eventueel zijn er ook verschillende begin- en eindposities van de lippen (bijv. bij ɑu: van ongerond naar gerond). De Nederlandse tweeklanken vertonen alle drie een verglijding van een opener naar een geslotener klinker: het zijn stijgende diftongen, zie de opwaartse pijlen in Figuren 1 en 2. In het rechterdiagram van Figuur 1 worden de middenvocalen e, ø, o ook als tweeklanken voorgesteld, aangezien deze klinkers in het Nederlands-Nederlands worden gerealiseerd met een (lichte) verglijding naar de posities van respectievelijk i, y en u.

Zie Booij (1995: 5), Jacobi (2009)

Hoe kunnen we de verschillen tussen klinkers horen? Ze bestaan ieder uit een complex van periodieke trillingen. De vorm van de mond-keelholte bepaalt welke frequenties versterkt worden. Die versterkte frequenties noemen we de formanten van de klinkers.

De mond-keelholte wordt ook wel het aanzetstuk genoemd. De vorm van het aanzetstuk varieert van klank tot klank en wordt bepaald door de stand van de tong, kaak, lippen, en keelwand. Ook is de plaats van het brongeluid van belang: in het geval van stemhebbende klanken wordt dat bij het strottenhoofd geproduceerd en het aanzetstuk omvat dan zowel keel, mond als neus (in het geval van neusklanken).

Bij stemloze fricatieven daarentegen ontstaat het brongeluid pas bij de plaats van vernauwing in het mond-keelkanaal. Het aanzetstuk omvat dan alleen de holte voorbij de plaats van vernauwing.

Voor de productie van klinkers, zoals de u, kan het aanzetstuk in een sterk vereenvoudigde weergave voorgesteld worden zoals in Figuur 4.

Bij de productie van klinkers is er een smalle doorgang tussen de tong en het gehemelte, die in Figuur 1 wordt voorgesteld door A1. De lengte ervan is aangeduid met L1. De lipvorm wordt voorgesteld door de uitstulping vooraan, met als doorsnede A2 en L2 als lengte. Doorgang A1 verbindt de twee zogenoemde resonatoren in het aanzetstuk: de keelholte (of achterholte), voorgesteld door V1, en de mondholte (of voorholte), voorgesteld door V2. De geluidsgolven die geproduceerd worden in het strottenhoofd, botsen tegen de wanden van deze resonatoren en ontsnappen via A1 en A2.

Als de toon van de geluidsbron overeenkomt met de resonantiefrequentie van de resonator (V1 of V2), worden de heen- en weergaande geluidsgolven versterkt. Welke golven (bijv. lage tonen vs. hoge tonen) worden versterkt of juist verzwakt, wordt bepaald door de vorm van het aanzetstuk (Figuur 4). De resonantiefrequentie neemt toe bij een kleiner volume van V1 en/of V2 en neemt af als het volume groter wordt; ze neemt af als de tuitlengte L1 en/of L2 toeneemt (en omgekeerd); en ze neemt af als de diameter van de tuit (A1 en/of A2 ) kleiner wordt (en omgekeerd).

De frequenties van een klinker die versterkt worden door de karakteristieke vorm van het aanzetstuk voor die klinker noemen we de formanten van die klinker. De eerste piek komt overeen met de grondfrequentie (F0), die bepaald wordt door de grondfrequentie waarmee de stembanden trillen. De volgende pieken zijn de formanten; deze zijn genummerd van lage naar hoge frequentie, namelijk F1, F2, enzovoort. Iedere klinker heeft dus een aantal formanten, waarvan de eerste formant (F1) en de tweede formant (F2) voldoende zijn om ze van elkaar te onderscheiden, zoals aangegeven in Figuur 5. De figuur laat zien dat articulatorische dimensies van een klinkerdiagram, namelijk klinkerhoogte en plaats van articulatie, corresponderen met de eerste twee formanten. De hogere formanten (F3 etc.) bepalen de klankkleur van iedere klinker nog verder.

Als bijvoorbeeld de plaats van vernauwing van tong en gehemelte meer naar achteren in de mond plaatsvindt, dan neemt V1 in omvang af, terwijl V2 groter wordt. Dit impliceert dat de resonantiefrequentie van V1 (F1 of eerste formant) toeneemt, terwijl die van V2 (F2 of tweede formant) afneemt. Verder speelt ook de mate van vernauwing een rol: naarmate de tong een hogere stand inneemt, neemt A1 af, waardoor de resonantiefrequentie van de achterholte (F1) afneemt. Ook de doorsnede (A2) en lengte (L2) van de uitstulping spelen een rol: bij getuite lippen neemt L2 toe, waardoor de resonantiefrequentie van de voorholte (F2) zal afnemen. Ten slotte heeft lipronding een verlagend effect op de F1 en F2, omdat door ronding het hele stelsel wordt verlengd (met als gevolg grotere volumes van beide holtes).

F1 wordt vooral geassocieerd met klinkerhoogte: een hogere F1 correspondeert met een opener spraakkanaal. De vernauwingsplaats wordt dan weer geassocieerd met de tweede formant: een klinker die meer naar voren in de mond wordt gearticuleerd heeft een hogere F2, een achterklinker heeft een lagere F2. Het al of niet ronden van de lippen wordt geassocieerd met de eerste en tweede formant: die zijn lager bij klinkers met lipronding. In het Taalportaal  worden per klinker de referentiewaarden van F1 en F2 gegeven.

Gussenhoven (1992), Booij (1995), Verhoeven (2005), Jacobi (2009), Van der Harst (2011), Van de Velde et al. (2010), Rietveld & Van Heuven (2016).