Ein phänomenologischer, medienzentrierter Zugang definiert ein „Diagramm“ als ein Bild-Text-Hybrid (oder: Schema-Schrift-Hybrid). Dabei wird angemerkt, dass das Hybrid über ein bloßes additives Verhältnis von Bild und Text hinausgeht. Für bestimmte Schrift-/Bildkulturen ergibt sich bei diesem Ansatz das Problem, dass Bild und Text/Schrift nicht immer scharf zu trennen sind (ikonische Schriftzeichen, symbolische Bildelemente; „Schriftbildlichkeit“) (vgl. ERNST & BAUER 2010: 28f). „Diagrammatische Veranschaulichungen nutzen […] einerseits räumliche Strukturen / Lagebeziehungen auf der Schreibfläche (wie »links« und »rechts«, »oben« und »unten«, »gegenseitige Nähe« und »Ferne«) und andererseits die Potentiale der menschlichen Gestaltwahrnehmung (etwa die Fähigkeiten zum Zusammen- und Auseinandersehen, sowie zum Überblicken), um Sachverhalte/Relationen darzustellen“ („Diagramm“, in: Glossar der Bild-Philosophie).

In der Semiotik nach Charles Sanders Peirce (1839–1914) ist ein „Diagramm“ einer von drei Ähnlichkeitstypen, die zwischen einem Zeichen i.e.S. (representamen, entspricht signifier) und (der Vorstellung von) seinem Bezugsobjekt (dynamic/immediate object, entspricht signified) bestehen können. Neben der „symbolischen“ Zeichen–Objekt-Relation (Übereinkunft) und der „indexikalischen“ Zeichen–Objekt-Relation (Kausalität) unterscheidet er innerhalb der „ikonischen“ Zeichen–Objekt-Relation (Ähnlichkeit) zwischen „Bildern“ („images“), „Diagrammen“ und „Metaphern“. Während Bilder (auch) „einfache Qualitäten“ ihrer Objekte wiedergeben, ähneln Diagramme ihren Objekten (nur) strukturell/schematisch, indem sie Relationen wiedergeben, welche entsprechenden Relationen innerhalb ihrer Objekte analog sind (PEIRCE 1903, EP 2:273, CP 2.277). „Many diagrams resemble their objects not at all in looks; it is only in respect to the relations of their parts that their likeness consists“ (PEIRCE CP 2.282).

Die Diagrammatik-Forschung geht von der Peirce’schen Definition von Diagrammen als ikonische Relationsschemata (s.o.) aus. Mit Peirce werden diagrammhafte/diagrammatische Zeichen nicht nur in materiellen, schematischen Bildmedien gesehen, sondern auch in z.B. Texten, Theaterstücken, Filmen, Mythen, Verhaltensmustern, in Tabellen, in gesprochener Sprache, in Bildern i.w.S., in (konzeptuellen) Metaphern und insbesondere auch in Form von „mentalen Diagrammen“ im Denken (diagrammatic reasoning, „anschauliches Denken“). Die Diagrammatik-Forschung interessiert sich insbesondere auch für den „semiotische[n] Übersetzungsprozess zwischen intern-mentalen Prozessen und extern-materiellen Strukturen (und vice versa) — mithin zwischen Bewusstseins- und Kulturleistungen“ (ERNST und BAUER 2010: 22). Hinsichtlich der kognitiven Wirkung von Diagrammen sind zwei Phänomene herausgestellt worden: (i) Diagramme scheinen Schlussfolgerungen unmittelbar nahezulegen (Evidenzprinzip) und (ii) Diagramme werden mental nicht nur interpretiert, sondern regen auch zur mentalen Rekonfiguration an (Virtualitätsprinzip), wodurch neue Vorstellungen entstehen können (ERNST und BAUER 2010: 14f, 24).