基于现存的和灭亡的各种印欧语系语言之间的相似点和不同点，原始印欧语（PIE）的音系已经被现代语言学家所重构。因为 PIE 未被记录下来，为了重构它的音系，语言学家必须依靠它的最早期证实了的后代语言，比如赫梯语、梵语、古希腊语和拉丁语的证据。
PIE 音系的抽象单位（音段，即传统音系学的音位）的重构大部分都没有争议。但语音解释（具体音值）较难确定，尤其是元音、所谓的喉音、颚化的与普通的软腭音，和浊塞音。
原始印欧语的音位重构如下。对这些音位如何反映在各种印欧语言中的总结请参见印欧语音定律。
清音
本表给出的是在现代出版物中最常用的符号。变体表示会在后面给出。上标 ʰ 表示送气音，ʷ表示圆唇化。*y代表硬腭半元音，对应国际音标，而不是。
塞音系列
早期的重构包含了四组塞音：清不送气、清送气、浊不送气、浊送气，例如*t, *tʰ, *d, *dʰ。但是，清送气塞音可以解释为塞音和喉音的组合，故现在的标准重构只包含三组，清、浊以及浊送气。
PIE */p/, */b/, */bʰ/ 经常方便的使用符号 P 来代表。*/b/ 的音位地位是有争议的: 它只出现在自身就是有争议的少数可重构的词根中。所有的重构的含有 */b/ 的词根通常都局限在少数印欧语支中，好像表示了后期 PIE 的方言化。这个 */b/ 因此通常总是被解释为某种类型学上的常见异化过程的结果，或某种音位发展的结果。
PIE */b/ 最多也就保留为高度边缘化的一个音位。
标准重构识别三个舌冠/齿塞音: */t/, */d/, */dʰ/。它们用符号 T 来表示。
在除了安纳托利亚语和吐火罗语之外的所有分支中，在形如 TK 的所谓的“荆棘丛”中，都发生了导致了 PIE *Kþ 的一次换位。结果的齿间擦音 *þ 被限制于在舌背音之后的位置上，因此不是在音位上有实质意义的。除了安纳托利亚语和吐火罗语的材料之外，换位的和未换位的形式幸存于词根 *dʰégʷʰ“burn”的不同元音变换等级中(也是英语“day”的来源)，在梵语中 dáhati“is being burnt” < *dʰégʷʰ-e- 而 kṣā́yat“burns” < *dʰgʷʰ-éh₁-。更多例子详见后面语音定律章节。
依据传统重构，比如 Brugmann 的1897年第二版的《Grundriß der vergleichenden Grammatik der indogermanischen Sprachen》中所列出的，为 PIE 重构了三个系列的软腭音:
唇化软腭音做为实际音位 /kʷ/，而非双音位 /kw/ 的证据来自希腊语(线形文字B的 q-系列)，意大利语(拉丁语 qu)，日耳曼语(哥德字母 hwair ƕ 和 qairþra q)和凯尔特语(欧甘字母 ceirt Q)。
咝音组语言合并唇化软腭音 */kʷ/, */gʷ/, */gʷʰ/ 入普通软腭音系列 */k/, */g/, */gʰ/，而颚化软腭音变成了擦音或塞擦音。在某些语音条件下发生了去颚音化，产生了在咝音语言中看起来像颚音反映的东西。
颚音组语言在另一方面合并颚化软腭音 */ḱ/, */ǵ/, */ǵʰ/ 入普通软腭音系列 */k/, */g/, */gʰ/。
颚音-咝音同语线的常用例证是词“100”，原始印欧语 *(d)ḱm̥tóm，它变成了阿维斯陀语 satəm, 波斯语 sad, 梵语 śatam, 拉脱维亚语 simts, 立陶宛语 šimtas, 古教会斯拉夫语 sъto 等。这对比于拉丁语 centum (读音 ), 英语 hund(red)- (这里的 /h/ 来自早先的 *k，参见格里姆定律), 希腊语 (he)katon, 威尔士语 cant, 吐火罗语B kante 等。
所有三个舌背音系列的存在性从印欧学研究开始时就一直被争论著。今天，多数 PIE 语言学家相信所有这三个系列在后期原始印欧语时期都是各自独立的，尽管有少数人相信在普通软腭音和颚化软腭音之间的区别是特定咝音语言的后期发展；这种信念最初由 Antoine Meillet 在1894年创造并在最近由 Frederik Kortlandt 和其他人所争论著。这种意见主张 PIE 只有两个系列，简单软腭音和唇化软腭音。咝音语言在多数位置上颚音化了普通软腭音系列，而普通软腭音保留在了某些环境中。这种环境典型的重构为在 /u/ 前后，在 /s/ 之后，在 /r/ 或 /a/ 之前；显然在某些波罗的语方言中还在 /m/ 和 /n/ 之前。(这类似于原始日耳曼语，这里的 /t/ 在多数时候变成了 /θ/，但是在最初的 /s/, /k/ 或 /p/ 之后仍保持为 /t/。) 最初的同位异音区别是在唇化软腭音合并于普通软腭音的时候出来捣乱的。这导致了在颚化和普通软腭音之间的新的音位区别，并带有在某些(那些来自最初的普通软腭音的)而非其他的(那些来自最初唇化软腭音的)词根的有关形式中的在颚化和普通软腭音之间的不可预测的交替。随后的类推过程推广了要么普通要么颚化软腭音到了在一个特定词根的所有形式上。普通软腭音被推广的这些词根是在传统上被重构为在父辈语言中有“普通软腭音”的词根，与“颚化软腭音”形成了对比。
赞同两个软腭音系列的基本论据有:
赞同三个软腭音系列的基本证据有:
剩下的在咝音语言中在软腭音和唇化软腭音之间早先就有区别的各种证据:
这些证据显示了唇化软腭音系列在 PIE 中独立于普通软腭音系列，并且不能是在颚音语言中的再次发展。但是，这无关于颚化软腭音和普通软腭音的区别。在这个争论发起的时候，音位的概念和它的历史显现还未被明白理解，但是作为一个结果，经常主张(有时仍被主张)在特定 IE 语言历史上的三分软腭音区别指示著这种区别必须在它的父辈语言中被重构。这在理论上是不健全的，因为没有注意到这种区别有第二起源的可能性。
基于类型学的论证也是非结论性的: 上述二者立场在类型学上都是自然的。
使用传统的三分区别，而在它表示父辈语言的实际状态还是在咝音语言分支中后期发展的创造的问题上保持不可知论是非常可行的。
唯一的 PIE 擦音音位 */s/ 是一个刺耳的声音，它的语音实现可以跨越了从 到颚音化的 或 的范围。它有由在词比如 *nisdós“nest”中的同化所形成的浊同位异音 *z，并且后来在某些后代语言中的被音位化了。某些 PIE 词根有 *s 出现在词首的变体: 这种 *s 叫做 s-移动。
在上述的“荆棘丛”中，齿塞音 *t, *d 可以有出现在舌背音之后的位置上的齿间擦音同位异音，并通常表示为 *þ, *ð。这些擦音的发展晚于阿纳托利亚语和吐火罗语从 PIE 方言连续区中分离出来。
“喉音”可能已经是擦音了，但是对它们的音位实现没有一致意见。
指示“未知喉音”(或者 ə₁, ə₂, ə₃ 和 ə)的音位 */h₁/, */h₂/, */h₃/，用符号 H 来表示，代表三个“喉音”音位。应当注意到术语“喉音”是时代错误性质的用词不当，保留这个词只是因为它在这个领域中已经成为了标准。
喉音音位的音值是有着争议的；已经有了对它们的准确音值的各种提议，范围从谨慎的断言它们是可以被确定的，如 */h₂/ 表示发音非常靠后的一个软腭擦音，而 *h₃ 表示圆唇，直到更明确的提议如 Meier-Brügger 认定 *h₁ = 、*h₂ = 和 *h₃ = 或 的实现是“在各种可能性上都正确的”。 其他常见的引文提议还有认为 *h₂ 和 *h₃ 是 ʔ ʕ ʕʷ 和 x χ~ħ xʷ。有一些证据证明 *h₁ 可能已经是结合起来的两个辅音 ʔ 和 h。
对在辅音间音节主音位置上的喉音经常使用 schwa 符号 ə。
在音位学意义上，在原始印欧语中响音是那些可以充当音节核心(就是说它们可以是音节主音)，又可以不充当这个角色(就是说它们可以是非音节主音)的音位。PIE 响音是流音，鼻音和滑音: */r/, */l/, */m/, */n/, */j/(或 *i̯), */w/(或 *u̯)，它们用符号 R 表示。
它们都有在音节主音位置上的同位异音，一般在辅音之间，在辅音前词首和在辅音后词尾。它们被标记为: *r̥, *l̥,*m̥, *n̥, *i, *u。应当注意到即使 *i 和 *u 在语音上是确切的元音，它们在音位上却是非音节主音响音。
在严格的音系学意义上说，原始印欧语只有两个元音: */e/ 和 */o/。它们的语音和音位解释是不可确定的: 最可能是高元音和低元音的对立，而不是后元音和前元音的对立。按类型分类，这种系统类似于高加索语言的西北高加索语族语言比如阿布哈兹语的元音系统:
但是这两个元音不是 PIE 中仅有的音节主音音位；除了 *e 和 *o 之外，音节核心还可以包含响音 *y, *w, *m, *n, *l, *r。这种音节主音响音因此表现为元音，但是它们不同于真正的元音，它们以其非音节主音对参与元音变换，并在分布上有所不同；而元音 *e 和 *o 只能位于音节核心的位置上，响音还可以出现在音节核心和音节首二者上。
还有，响音可以构成复杂音节核心的次要部分，就是说他们可以同元音一起形成双元音: *ey, *oy, *ew, *ow, *em, *en, *om, *on 等等。从语音学的角度看，响音 *y 和 *w 的音节主音同位异音表现如同元音，并被标记为元音 *i 和 *u。
依据认为音位 *i 和 *u 是元音(依据语音标准)，还是响音(依据分布标准)，原始印欧语元音系统可以构成自 2 或 4 个成员。四(短)元音系统 - *e, *o, *i, *u - 可以表现为高(*i, *u):低(*e, *o)和前(*e, *i):后(*o, *u)的对立:
在特定构词(比如印欧元音变换的结果)和音位条件(比如在结尾于响音的主格单数名词的最后音节上，在 s 结尾的不定过去时的词根音节上等；参见Szemerényi定律, Stang定律)下，元音 *e 和 *o 将被加长，分别产生加长等级的变体。基本上说，PIE 词的词法形式因而只有短元音；并处在良好建立的构词规则的基础上，用它形成长元音 *ē 和 *ō 的出现。
元音的加长在原始印欧语中必定是音位上的有条件变化，但是在我们通常要重构的原始印欧语口语社区解散之间的时期，不可能在语音上预测出所有长元音的出现，因为对导致长元音的音位调整已经类推的扩展到不做音位调整的其他形式上了。所以在 *ph₂tḗr“father”中韵律上的长 */e/ 是应用 Szemerényi定律导致的，这是在 PIE 中起作用的时代性音位规则，但是在 *pṓds“foot”中韵律上的长 */o/ 是类推所留下的。
原始印欧语可能有一些在构词上孤立的词，包含元音 *a，比如 *dap-“sacrifice”(拉丁语 daps, 古希腊语 dapánē, 古爱尔兰语 dúas)；或者它出现为双元音 *ay 的前部，比如 *laywos“left”(拉丁语 laevus, 古希腊语 laiós, 古教会斯拉夫语 lěvъ)。*a 的音位地位被火热的争论著；例如 Beekes 明确的下结论说: “这里没有 PIE 音位 *a 的地方”，Lubotsky得出了相同的结论。在发现了赫梯语和喉音理论出现之后，基本上所有的以前的 *a 的实例都被还原为 *eh₂。反对 PIE 音位 *a 的存在可能性，甚至现在仍被某些印欧学家所坚持，他们说: 元音 *a 不参与元音变换(就是说它们不像其他元音如“真正”的 PIE 元音 *e, *o, *ē, *ō 那样做变换)，它们不出现在后缀和尾缀中，它们出现在非常有限的一组位置中(通常在初始的 *k 之后)并且其中重构了 *a 的那些词的反映者通常都局限在少数印欧语言中，这就有可能把它归咎于某种方言化，或者是带有有表达力的字符因而不适合比较分析，或者可证明是从某个有音位 *a 的其他语言借用来的(比如原始闪米特语 *θawr > PIE *táwros“bull, steer”)。
但是其他人比如 Mayrhofer，争论说 PIE 的确有独立于 *h₂ 的 *a 和 *ā 音位。
考虑上长元音和(边缘化的)元音 *a，形成了下列极大化的 PIE 元音系统:
可以为原始印欧语重构一些音位规则。对其中某些对“纯 PIE”有效是有争议的，并且被断言为在某些后代分支中的后期创新。这些规则包括:
在印欧语言间的相互关系在大多数部分上是直截了当的，但对于软腭辅音有些复杂:
在凯尔特语、奥斯坎-翁布里亚语和伊欧里斯希腊语中 *kʷ → /p/。这可以归因于地缘接触，可能于公元前第二千年中在巴尔干地区。同样的 /p/ 也出现在赫梯语的一些代名形式中(pippid“something, someone”比较拉丁语 quisquid)。
