Ngữ hệ hay ngữ tộc, còn gọi là họ ngôn ngữ hay nhóm ngôn ngữ, là một tập hợp các ngôn ngữ được gộp lại dựa trên quan hệ "di truyền" (ở đây đang dùng với nghĩa bóng chứ không liên quan gì đến sinh học), nghĩa là các đặc điểm được kế thừa từ một ngôn ngữ chung duy nhất gọi là "ngôn ngữ nguyên thủy" ("proto-language") hay "ngôn ngữ tổ tiên". Các ngôn ngữ phát sinh từ ngôn ngữ chung đó được các nhà ngôn ngữ học gọi là các "ngôn ngữ con gái" ("daughter language"). Sở dĩ gọi là "họ ngôn ngữ" bởi vì nó phản ánh mô hình cây trong nghiên cứu ngôn ngữ học lịch sử, có điểm gần giống với gia phả hoặc cây phát sinh chủng loại dùng trong sinh học tiến hóa. Theo "Ethnologue", số lượng ngôn ngữ sống của con người trên thế giới là 7.139, phân bố ở 142 ngữ hệ khác nhau. "Ngôn ngữ sống" là những ngôn ngữ vẫn được sử dụng làm phương tiện giao tiếp chính trong một nhóm người; ngôn ngữ chết là ngôn ngữ không còn người nói; ngôn ngữ tuyệt chủng là ngôn ngữ không còn người nói "và" không có ngôn ngữ hậu duệ. Ngoài ra, còn một số ít các ngôn ngữ chưa được nghiên cứu chuyên sâu để được phân loại; đôi khi, còn có cả các ngôn ngữ chưa được biết đến và chỉ được nói bởi một cộng đồng biệt lập nào đó. Sự phân loại và sắp xếp các ngôn ngữ trên các nhánh của một ngữ hệ phải dựa trên cơ sở ngành ngôn ngữ học so sánh. Các ngôn ngữ chị em là các ngôn ngữ có quan hệ "di truyền", bắt nguồn từ một tổ tiên chung. Những người nói cùng một ngữ hệ thì được gọi là một cộng đồng ngôn ngữ. Sự phân tách ngôn ngữ gốc thành các ngôn ngữ con xảy ra bởi sự tách biệt địa lý hoặc tách biệt các cộng đồng ngôn ngữ. Từ đó mà các nhánh dần dần phát triển thành các phương ngữ rồi thành các đơn vị ngôn ngữ riêng biệt. Các cá nhân thuộc các cộng đồng ngôn ngữ khác nhau có thể tiếp nhận ngôn ngữ từ một ngữ hệ khác thông qua quá trình dịch chuyển ngôn ngữ. Các ngôn ngữ chị em bảo lưu một số đặc điểm nhất định từ tổ tiên; tức là các đặc điểm của ngôn ngữ nguyên thủy mà không do sự tình cờ hoặc sự vay mượn từ ngôn ngữ khác (còn gọi là sự hội tụ ngôn ngữ). Các nhà ngôn ngữ học phân loại nhánh/nhóm của một ngữ hệ dựa trên những đổi mới được chia sẻ; tức là các đặc điểm chung của một số ngôn ngữ nhưng không phải tất cả ngôn ngữ trong ngữ hệ. Ví dụ, ngữ tộc German được nhóm lại do chúng chia sẻ vốn từ vựng và các đặc điểm ngữ pháp giống nhau, không hiện diện ở tiếng Ấn-Âu nguyên thủy (ngôn ngữ tổ tiên của ngữ tộc German "và" một số ngữ tộc khác). Những đặc điểm này được gọi là những đổi mới xảy ra riêng ở tiếng Proto-German (ngôn ngữ tổ tiên của duy nhất ngữ tộc German và cũng chính là hậu duệ của tiếng Proto-Ấn-Âu). Một số ngữ hệ gần gũi, và nhiều nhánh trong các ngữ hệ lớn hơn, tạo nên một dãy phương ngữ ("dialect continuum") khiến ranh giới giữa một phương ngữ và một ngôn ngữ trở nên lu mờ. Tuy nhiên, khi sự khác biệt ngôn ngữ giữa các vùng ở hai đầu cực của dãy liên tục trở nên quá lớn đến mức không còn tính thông hiểu lẫn nhau (mutual intelligibility), ví dụ: ngôi làng A hiểu tiếng nói của ngôi làng B, ngôi làng B hiểu tiếng nói của ngôi làng C, nhưng ngôi làng A lại không tài nào hiểu được tiếng nói của ngôi làng C, thì dãy liên tục không còn được coi là một ngôn ngữ đơn lẻ nữa. Hầu hêt các ngôn ngữ trên thế giới đều thuộc một ngữ hệ lớn hay nhỏ nào đó. Những ngôn ngữ không có họ hàng (hoặc chưa được chứng minh một cách thuyết phục là thuộc về một ngữ hệ nào đó) được gọi là ngôn ngữ tách biệt/biệt lập ("language isolate"), về cơ bản là một ngữ hệ chỉ bao gồm một duy nhất ngôn ngữ ấy. Hiện có khoảng 129 ngôn ngữ tách biệt được biết đến. Ví dụ như tiếng Basque ở châu Âu, tiếng Purépecha ở miền tây Mexico, v.v. Tất nhiên, những ngôn ngữ này hoàn toàn có khả năng thuộc về một ngữ hệ lớn hơn, nhưng do thời gian phân tách đã từ rất xa xưa nên chúng không còn để lại dấu vết nào; do vậy, những ngôn ngữ này sẽ vẫn được coi là tách biệt chừng nào ta không có các bằng chứng mới. Người ta thường hiểu lầm rằng các biệt ngữ được phân loại như vậy là do chúng ta không có đủ dữ liệu ngôn ngữ học. Điều này hoàn toàn sai, vì một ngôn ngữ biệt lập được phân loại như vậy chính là do ta đã biết quá đủ về ngôn ngữ đó rồi, nên mới đem đi so sánh với các ngôn ngữ khác được. Một ngôn ngữ tạo thành một nhánh riêng trong một ngữ hệ, chẳng hạn như tiếng Albania và tiếng Armenia của ngữ hệ Ấn-Âu, đôi khi cũng được gọi là ngôn ngữ biệt lập, nhưng ý nghĩa của từ "biệt lập" trong trường hợp này hoàn toàn khác, ở đây nhằm nhấn mạnh sự tách biệt của chúng khỏi các nhánh khác trong cùng một ngữ hệ. Ngược lại, tiếng Basque là một ngôn ngữ biệt lập tuyệt đối: nó chưa được chứng minh liên quan đến bất kỳ ngôn ngữ hiện đại nào khác. Một ngôn ngữ nguyên thủy, sơ ngữ ("proto-language") hay ngôn ngữ mẹ là tổ tiên của tất cả các ngôn ngữ trong một ngữ hệ. Tổ tiên chung của một ngữ hệ hiếm khi được chứng thực với văn liệu hẳn hoi, vì những ngôn ngữ này được nói vào thời điểm cộng đồng nói chưa ghi chép lại hoặc không biết ghi chép. Tuy vậy, các nhà ngôn ngữ học có thể vận dụng phương pháp so sánh (so sánh nhiều ngôn ngữ với nhau để tìm ra các quy luật, điểm tương đồng rồi suy luận để tìm ra nguồn gốc chung) để phục dựng lại ngôn ngữ nguyên thủy. Phương pháp này được áp dụng lần đầu tiên bởi nhà ngôn ngữ học August Schleicher vào thế kỷ 19. Ví dụ, tổ tiên chung có thể được phục dựng của ngữ hệ Ấn-Âu được gọi là tiếng Ấn-Âu nguyên thủy v.v. Các văn liệu ghi chép thứ tiếng giả định này chưa từng tồn tại nhưng nhờ phương pháp so sánh, ta đã có thể suy đoán được hệ thống âm thanh của ngôn ngữ đã chết từ lâu này.