In de programmeertaaltheorie is semantiek de rigoureuze wiskundige studie van de betekenis van programmeertalen. Semantiek kent computationele betekenis toe aan geldige tekenreeksen in de syntaxis van een programmeertaal. Het is nauw verwant met de semantiek van wiskundige bewijzen.
Semantiek beschrijft de processen die een computer volgt bij het uitvoeren van een programma in die specifieke taal. Dit kan door de relatie tussen de input en output van een programma te beschrijven, of door uitleg te geven over hoe het programma op een bepaald platform zal worden uitgevoerd; vandaar het creëren van een rekenmodel.