Характер выявленных сближений между морфемами исключает их объяснение как результат заимствования или «элементарного сродства». Корпус генетически родственных морфем ностратических языков связан системой регулярных фонетических соответствий, из которых определенная часть относится к разряду «нетривиальных», то есть таких, проявление которых в одной языковой семье объясняется лишь в результате извлечения информации о характере их окружения в этимологически связанных рядах морфем в других родственных семьях. Так, расщепление индоевропейских гуттуральных (k-образных фонем) на три ряда (велярные -k, лабиовелярные -kw и палатальные -к') получает объяснение в результате их дополнительного распределения по отношению к уральскому или алтайскому вокализму, лучше отражающему общеностратический вокализм. Распределение дравидийских -*r и -*r также объясняется характером ностратического гласного второго слога (перед гласными непереднего ряда -*r, а перед гласными переднего ряда - *r), который также устанавливается по уральским и алтайским данным.
Выявление системы регулярных соответствий в корпусе эвентуально родственных морфем ностратических языков и установление перекрестного характера правил перехода от входящих в сравнение элементов одной семьи к соответствующим элементам другой является строгим, с точки зрения сравнительно-исторического языкознания, доказательством генетического родства шести семей, включаемых в ностратическую макросемью. В полном объеме подобные доказательства приводятся в посмертно опубликованных работах В.М. Иллич-Свитыча.
Исследователь, однако, не остановился на простой демонстрации родства сравниваемых языков и перешел к осуществлению еще более грандиозной задачи - реконструкции общеностратического языка. Для этого В.М. Иллич-Свитычу пришлось углубиться в историю отдельных ностратических семей, особенно тех, для которых фонетическая реконструкция и сравнительный словарь отсутствовали. В результате этого огромного труда автор смог использовать для каждой из шести сравниваемых семей фонетическую реконструкцию (собственную или традиционную).
Таким образом, впервые в практике сравнительно-исторического исследования была предложена реконструкция, базирующаяся только на данных независимо реконструированных дочерних языков. Эти языки-потомки, которые в свою очередь являются праязыками шести ностратических семей, реконструируются, как уже упоминалось, на основе данных отдельных языков и частных реконструкций. Такое положение, когда работа основывалась на иерархии гипотетических построений и контроверз с близкой степенью вероятности, требовало от исследователя богатой научной интуиции компаративиста. Ею в полной мере обладал создатель ностратической теории. Опираясь на далеко не полные данные по многим сотням языков и языковых групп, В.М. Иллич-Свитыч смог составить целостную картину фонетики ностратического праязыка и представить ее развитие в шести праязыках-потомках и далее в отдельных языках.
Реконструкция системы ностратического праязыка обнаруживает следующую систему вокализма: *i, *e, *"a, *a, *"u, *u, *o и консонантизма: смычные *p', *p, *b, *t', *t, *d, *k, *k, *g; сибилянты: *s, *'s, *s, *z (возможно, было *'z, хотя его наличие является крайне спорным); аффрикаты: *с, *с, *, *'c, *'c, *', *c, *c, *; шумные латеральные *'s, *; поствелярные: *q, *q, *g; фарингальные и ларингальные *h, *h, *', *?; сонанты: *j, *w, *r, [*'r], *l, *l, [*l'], *m, *n, *'n, *~n. Фонемы, данные в скобках, в начале слова не отмечены.
Структура слога в ностратическом праязыке была CV(C), то есть слог, по-видимому, не мог начинаться на гласную и кончаться более чем на одну согласную. Структура корневых морфем была, по всей видимости, двусложной: CV(C)CV. Трехсложные корни встречались исключительно редко: например, *Kawinga 'подмышка'. Структура грамматических единиц (формантов и местоименных корней) - почти исключительно CV.
Сведения о грамматике и синтаксисе ностратического праязыка пока ограничены. Синтаксис ряда грамматических элементов (местоимений, глагольных формантов, формантов относительных конструкций) был сравнительно свободным, что подтверждается превращением одних и тех же элементов в суффиксы в одних языках и в префиксы - в других. Форманты спряжения восходят, как правило, к генетически тождественным элементам, в целом совпадающим с реконструированными личными местоимениями. Имя, очевидно, имело словообразовательные элементы и элементы словоизменения, о чем свидетельствует наличие косвенной основы (на -n). Большинство исследователей, занимавшихся ностратической проблематикой, считают праностратическую систему близкой к агглютинативной. Интерпретация вскрываемых отношений сохраняет, естественно, весьма гипотетический характер как в силу сложности исследования языковых фактов такой хронологической глубины, так и из-за недостаточной исследованности данной проблематики.