L’apprentissage d’une seconde langue entraîne des changements structuraux au niveau du cerveau, y compris une augmentation de la matière grise et de la matière blanche dans les régions impliquées dans le traitement du langage. Le bilinguisme modifie donc profondément le cerveau.
Les avantages du bilinguisme démontrés par les recherches scientifiques sont nombreux. Il permet de développer, entre autres :


-des capacités de traduction
-des facilités d’adaptation précoce
-une attention sélective, d’où une meilleure concentration
-une créativité de la pensée
-une performance plus grande dans la planification et la résolution de problèmes
-une ouverture d’esprit


Les bénéfices persistent même chez les personnes âgées qui pratiquent activement 2 langues. Par exemple le fait que chez les personnes âgées bilingues présentant des atteintes cognitives (telles que la maladie d’Alzheimer par exemple), les symptômes n’apparaissent en moyenne que 5 années après, en comparaison avec des personnes monolingues. Le bilinguisme serait donc un facteur protecteur pour les personnes âgées, même lorsque la maladie aurait commencé à toucher les fonctions cognitives.
Maîtriser 2 langues ou plus, quelles que soient les langues impliquées, est donc un avantage cognitif, même dans le cas d’apprentissages plus tardifs des langues. 

Mais ces bénéfices potentiels ne sont pas automatiques ; l’essentiel (mais aussi le plus difficile) est de donner du sens à l’apprentissage de deux langues. La motivation pour une langue sera étroitement liée à la valorisation portée par l’entourage sur cette langue.
A ce jour, aucune étude ne démontre le fait que les enfants exposés à plusieurs langues soient susceptibles de présenter plus de difficultés de langage que les enfants monolingues (issus des mêmes milieux socio-économiques). Tout enfant est capable, dans un contexte propice aux apprentissages, d’assimiler plusieurs langues simultanément. Le bilinguisme ne constitue donc pas un obstacle. Si l’on se trouve face à des difficultés langagières, ce sont plutôt les conditions d’émergence et de développement du langage qui sont à considérer. Le bilinguisme n’est donc pas la cause de ces difficultés. 

Être bilingue signifie plus que maîtriser deux langues. Le bilinguisme a des conséquences éducatives, sociales, économiques, culturelles et politiques et procure plus d’avantages que d’inconvénients. Il faut donc le considérer comme un gain social plutôt que comme un déficit.