動物通訊的研究跨越感覺生態學、信號演化理論、神經行為學與認知生態學，是行為生態學中最學科交叉的領域。
信號演化理論
信號演化始於 Maynard Smith & Harper（2003, Animal Signals, Oxford）的框架：信號被定義為「因演化而影響接收者行為、且對信號發送者和接收者都有平均利益的行為或結構」。
(1) 誠實信號的演化穩定性：Grafen（1990, Journal of Theoretical Biology 144:517）以賽局論嚴格證明 Zahavi 的障礙原則——在信號化均衡中，信號成本與品質正相關是 ESS 的充分條件。Getty（2006, American Naturalist 167:412）進一步區分了「戰略成本模型」（strategic cost）與「績效限制模型」（index signal）——後者的信號直接受物理限制，不可能作假（如蛙鳴頻率受體型限制）。
(2) 感覺利用假說（Sensory Exploitation / Sensory Bias, Ryan, 1990）：信號的演化可能是因為接收者預先存在的感覺偏好（pre-existing bias），而非信號本身提供品質資訊。Túngara frog（Physalaemus pustulosus）的雌性偏好低頻「chuck」音——此偏好在相關物種中也存在（即使其雄性不發 chuck），支持感覺偏好先於信號演化。
多模態信號（Multimodal Signal）
自然界中多數通訊涉及多通道同時使用——Hebets & Papaj（2005, Behavioral Ecology and Sociobiology 57:197）整理多模態信號的假說：(1) backup signal（冗餘備份）；(2) multiple messages（不同通道傳遞不同資訊）；(3) receiver psychology（多通道信號降低接收者的辨識閾值）。蜘蛛的求偶同時包含振動、視覺與化學信號，缺少任一通道顯著降低雌性接受率。
鳥鳴的神經基礎
鳴禽（oscines）的歌曲由前腦 HVC → RA → nXIIts → syrinx 的運動通路控制，學習則涉及 Area X（基底核同源區）→ LMAN 的前基底核-皮層迴路。Doupe & Kuhl（1999, Annual Review of Neuroscience 22:567）比較鳥鳴學習與人類語言獲得的共同特徵：敏感期、聽覺回饋需求、導師依賴。基因體層面，FoxP2 基因在鳥鳴學習的 Area X 中高度表達（Haesler et al., 2004, Journal of Neuroscience 24:3164），其在人類中的突變導致語言障礙——暗示深層演化保守性。
化學通訊與基因體學
哺乳類費洛蒙感受主要透過犁鼻器（vomeronasal organ, VNO）中的 V1R/V2R 受體家族。小鼠基因體編碼 > 300 個 VR 基因（Dulac & Axel, 1995, Cell 83:195），但人類的 VNO 已退化、大多數 VR 為假基因——人類是否有功能性費洛蒙通訊仍具爭議（Wysocki & Preti, 2004, Anatomy & Embryology 209:1）。昆蟲費洛蒙的分子鑑定已極為成熟——蠶蛾（Bombyx mori）的 bombykol 是首個被鑑定的費洛蒙（Butenandt, 1959），其受體 BmOR1 的結構生物學研究持續推進。
前沿
(1) 人為噪音汙染對通訊的干擾——都市鳥鳴頻率上移以避開交通低頻噪音（Slabbekoorn & Peet, 2003, Nature 424:267），但頻率改變可能影響信號品質評估。(2) 機器學習用於大規模聲景分析（bioacoustics / ecoacoustics, Sueur & Farina, 2015, Acta Acustica 101:452）。(3) 人工智慧輔助解碼鯨魚語言——Project CETI 以深度學習分析抹香鯨的 codas 序列。