Hệ thống âm vị của ngôn ngữ Mixe–Zoque nguyên thủy do Wichmann (1995) phục dựng có thể xem là khá đơn giản, nhưng nhiều ngôn ngữ con đã biến đổi hệ thống ban đầu này: một số phát triển một hệ thống nguyên âm khá phức tạp, một số lại nảy sinh sự phân biệt giữa phụ âm tắc fortis và lenis.

Dù âm cạnh lưỡi /l/ có mặt ở vài ngôn ngữ, nhiều khả năng nó có nguồn gốc tượng thanh.

	Trước	Giữa	Sau
Đóng	*i *iː	*ɨ *ɨː	*u *uː
Vừa	*e *eː		*o *oː
Mở		*a *aː

*ɨ *ɨː cũng được phục dựng là *ə *əː.

	Đôi môi	Chân răng	Chân răng-vòm	Ngạc mềm	Thanh hầu
Tắc	*p	*t	*t͡s	*k	*ʔ
Xát		*s			*h
Mũi	*m	*n
Tiếp cận	*w		*j

Âm tiết

Ngôn ngữ Mixe–Zoque nguyên thủy nổi bật với cấu trúc lõi âm tiết mà có thể tạo nên từ việc kết hợp nguyên âm, cộng với âm tắc thanh hầu hay âm /h/. Những cụm phụ âm cuối âm tiết phức tạp điển hình cho các ngôn ngữ con cũng có thể được phục dựng ngược về ngôn ngữ mẹ.

Lõi âm tiết ở ngôn ngữ Mixe–Zoque nguyên thủy có thể là:

V – nguyên âm ngắnV' – nguyên âm ngắn với âm tắc thanh hầu theo sauVV – nguyên âm dàiV'V – nguyên âm dài với âm tắc thanh hầu chèn giữaVV' – nguyên âm dài với âm tắc thanh hầu theo sauVh – nguyên âm ngắn cộng h