基本思想
語義層次模型的基本思想是，語義記憶是由概念之間的相互聯繫形成的一個巨大網路，而且這個網路是有一定層次結構的，知識的提取就是這個層次網路作用的結果。具體來說，在語義記憶中，概念被分層次地組織成有邏輯性的種屬關係。例如，“金絲鳥”的上位概念是“鳥”，“鳥”的上位概念是“動物”。每一類事物的特徵總是儲存在對應於該類別的層次上。例如，“有翅膀”只儲存在“鳥”這一層次，不會儲存在“金絲鳥”等下位概念的層次，儘管“金絲鳥”也是有翅膀的。這樣的安排可以體現“認知經濟性原則”——各種特徵或事實總是儲存在儘可能最高的層次上，下屬層次可以“共享”這些特徵或事實而不必另外占用儲存空間。
實驗驗證
實驗一
為了檢驗語義層次模型的正確性，柯林斯和奎利恩進行了一項重要的實驗研究。他們在實驗中向被試呈現一些句子，讓被試判斷這些句子的對錯，並記錄被試的反應時間。呈現的句子包括：
金絲鳥會唱歌。（對）
金絲鳥會飛。（對）
金絲鳥有皮膚。（對）
金絲鳥是粉紅色的。（錯）
金絲鳥是鳥。（對）
金絲鳥是魚。（錯）
金絲鳥是動物。（對）······
所有的句子都可以按照語義水平加以分類。例如，“金絲鳥有皮膚”這句話中，“有皮膚”這一信息存在“動物”這一層次，與“金絲鳥”差了兩個層次；“金絲鳥會飛”中，“會飛”這一信息儲存在“鳥”這一層次，與“金絲鳥”只差一個層次；“會唱歌”則恰好位於“金絲鳥”這個層次。柯林斯和奎利恩認為，層次差得越多，反應時應該越長。
實驗結果則證實了他們的猜想。就反應時來說，與“金絲鳥”處於同一水平的“會唱歌”的反應時最短，這是因為不需要跨層次的搜尋；而“金絲鳥會飛”、“金絲鳥是鳥”就需要轉向上一個層次才能搜尋到相應的知識；“金絲鳥有皮膚”和“金絲鳥是動物”需要跨越2個層次才能搜尋到相應的知識，因此對它們的反應時會依次增加。
實驗二
詞優效應也可以作為語義層次模型的一個支撐。我們知道，當字母D或K作為單詞WORD或WORK的一部分出現時，被試識別它們的反應時一般比較短；而它們單獨出現或者出現在非詞的上下文中，反應時就增長。這個現象也可以用語義層次模型的來解釋，單詞對應的節點在識別字母之前就得到了激活，從而加快了後面的識別進度。
