在语言学习的研究中，同义词和同义关系是普遍存在的聚合现象，在理论语言学和应用语言学特别是二语习得研究中备受关注，却从未成为研究的热点。在EFL教学中，同义词研究主要聚焦于目的语与本族语在同义词的意义和用法上异同，对影响EFL学习者同义词学习和使用的认知因素鲜有探讨。很少研究能够系统、深入地揭示同义词的内在属性，解析同义词的多维语义关系，本文以梳理这些问题为起点，尝试通过系统的研究，深入地揭示同义词的内在属性，解析同义词的多维语义关系，探究影响英语作为外语的同义词学习和使用的各种认知因素。本研究以语义学和应用语言学为理论框架，首先梳理和重新界定了同义词的定义和特征。本文通过对结构主义、语义范畴、心理语言学、二语习得、认知分类等文献的综述分析，归纳出基于同义词关系的研究框架结构和研究方法。主要解决以下三个研究问题：1）中国英语学习者最高程度语同义词的使用有何趋势？2）英语同义词认知分类中的各因素对工科院校较高水平学习者的同义词判断是如何产生影响的？3）中国英语学习者的同义词学习有何认知特点？研究由两个相对独立但又互为体系的部分构成。实验1采用多个语料库对比分析的方法，通过对completely等六个最高程度语同义词的研究，分析中国英语学习者英语同义词学习的总体特点和趋势。实验2是基于语料库调查结果进行的实证研究，受试对象包括129名中国工科院校较高水平英语学习者、16名美国大学生和37名澳大利亚高中生。受试共完成同义词选择、同义词语义关系判断、同义程度判断三个测试项目，目的是为了研究各因素关系对同义词使用的影响。本研究采用定量和定性相结合的对比分析方法，进行了细粒度标准下多维度的动态探讨。研究发现，受试的工科院校较高水平英语学习者同义词学习和使用的受影响方式如下（由难到易）：假同义词、同义程度高、应用文体、语法行为、同义程度低、语义搭配。这解释了我国传统的外语教学（语法+词汇+辨析）模式的长处与不足以及建立新的（文体+对比+粒度）学习模式的必要性。此外，研究在语义韵分类的细化、同义词关系的数学算法、语义网络的建构、核心词的语义功能等方面也都有新的发现。本研究对重新审视同义词的认知功能、验证相关应用语言学研究结果，对同义词在学习者头脑中的链接方式和二语词汇的习得规律具有理论启示，对词汇教学和自然语言处理具有实用价值。