从时长的角度对元音进行分类时，可以把元音分为长元音和短元音。

长元音发音时，音高会发生细微的曲折变化，使发音持续时间增长。国际音标在元音之后加上 <ː> 标记长元音，也使用 <ˑ> 标记半长元音，用以区别于短元音。

世界上很多语言和方言利用元音长短的对立区别意义。例如，英语“ship”（船）和“sheep”（绵羊）、日语“いえ”[ie]（房子）和“いいえ”[iie]（不）、壮语中“疼”[in]和“烟”[i:n]的对立在于[i]和[i:]。元音长短的对立多伴随其他方面的区别。例如，汉语广州话短元音[ɐ]要比长元音[a:]舌位略高、略后一些；藏语中“[mi]”（人）和“[mi:]”（人的）除元音长短不同以外，声调也不同。