Bir zamanlar pek çok uzman, çocukların iki dille birden büyütülmesinin onların kafasını karıştıracağını ve dil gelişimlerini geciktireceğini düşünüyordu. Yirminci yüzyılın başlarında yapılan bazı araştırmalar, iki dilli çocukların zekâ testlerinde daha düşük puanlar aldığını ileri sürmüştü. Ancak sonradan bu araştırmaların ciddi yöntem hataları içerdiği anlaşıldı. Testler, çoğu zaman çocukların iyi bilmediği bir dilde uygulanmış ve ailelerin sosyal ve ekonomik koşulları göz ardı edilmişti.

Bugün dünya nüfusunun önemli bir kısmının birden fazla dil konuştuğu bilinmektedir. Pek çok ülkede iki ya da daha fazla dil bilmek istisna değil, olağan bir durumdur. Bu gerçek, araştırmacıları iki dilliliğin beyin üzerindeki etkilerini daha dikkatli incelemeye yöneltti.

Araştırmalar, iki dilli bir kişinin bir dili konuşurken diğer dilinin de zihninde tamamen kapanmadığını göstermektedir. Her iki dil de belirli ölçüde etkin kalır ve kişi, o an kullanmadığı dili sürekli olarak bastırmak zorundadır. Bazı araştırmacılar, bu sürekli denetim çalışmasının, dikkati yönlendirme ve görevler arasında geçiş yapma gibi zihinsel becerileri güçlendirebileceğini ileri sürmüştür.

Bu iddia, son yıllarda yoğun bir tartışmaya konu olmuştur. Bazı çalışmalar iki dillilerin belirli dikkat görevlerinde daha başarılı olduğunu bulurken, daha geniş örneklemlerle yapılan başka çalışmalar anlamlı bir fark bulamamıştır. Bilim insanları, olumlu sonuçların daha kolay yayımlandığı, olumsuz sonuçların ise çoğu zaman görmezden gelindiği bir yayın eğilimi olabileceği konusunda da uyarıda bulunmuştur. Bu nedenle "iki dillilik zekâyı artırır" gibi kesin iddialar, mevcut bilimsel kanıtların ötesine geçmektedir.

Yine de bazı noktalarda geniş bir uzlaşma vardır. İki dillilik, çocukların dil gelişimine zarar vermez. İki dilli çocuklar, her bir dildeki sözcük dağarcıkları ayrı ayrı ölçüldüğünde tek dilli yaşıtlarının biraz gerisinde görünebilir; ancak iki dildeki toplam sözcük bilgileri genellikle benzer ya da daha fazladır. Ayrıca iki dilli çocukların ara sıra iki dili karıştırması bir karışıklık belirtisi değil, iki dilli konuşmanın doğal bir parçasıdır. Yetişkin iki diller de çoğu zaman, bir dildeki sözcüğü daha uygun buldukları için bilinçli olarak dil değiştirir.

İki dilliliğin belki de en açık yararları, bilişsel olmaktan çok toplumsal ve kültürel niteliktedir. İki dil bilen biri, iki farklı kültürün edebiyatına, müziğine ve düşünce dünyasına doğrudan erişebilir, farklı topluluklarla iletişim kurabilir ve iş hayatında daha fazla fırsata sahip olabilir. Bilimsel tartışmalar sürse de iki dilliliğin bir yük değil, bir zenginlik olduğu konusunda uzmanlar büyük ölçüde hemfikirdir.