L'analisi sintattica è la terza fase della PNL. Dal suo nome, si può facilmente capire che viene utilizzata per analizzare la sintassi, talvolta nota come analisi sintattica o analisi del parsing. Questa fase mira a estrarre dal testo una semantica precisa, o simile a un dizionario. L'analisi della sintassi confronta il testo con le regole grammaticali formali per determinarne il significato. I parser LR standard in genere risolvono male gli errori di sintassi e la loro precisa localizzazione. Viene proposta una metodologia che aiuta a individuare i punti in cui si verificano gli errori di sintassi, ma suggerisce anche possibili modifiche al flusso di token che possono risolvere l'errore individuato. Questa metodologia individua gli errori di sintassi verificando se due modelli linguistici sono "d'accordo" su ciascun token. Se i modelli non sono d'accordo, ciò indica un possibile errore di sintassi; la metodologia cerca di suggerire una soluzione trovando una sequenza di token alternativa ottenuta dai modelli.