В статье рассматривается проблема моделирования семантических отношений в атрибутивных словосочетаниях с неоднозначными определениями. Особое внимание уделяется способам выявления и интерпретации многозначных определений, их роли в построении смысла словосочетания, а также методам формализации этих отношений на основе современных лингвистических и когнитивных моделей. Проведен обзор подходов к изучению семантических отношений в русском языке и других языках, предложена методология анализа неоднозначных атрибутивных конструкций с использованием корпусных данных и компьютерных моделей. Результаты демонстрируют эффективность предложенного подхода для более точного понимания и автоматической обработки неоднозначных словосочетаний. Выводы могут быть применены в задачах машинного перевода, информационного поиска и обработки естественного языка.