Es un estudio de la función cerebral que recoge la actividad eléctrica del cerebro, en situación basal y con métodos de activación como la hiperventilación y la fotoestimulación. Es conveniente también registrar durante el sueño. La señal eléctrica recogida se amplifica y representa en forma de líneas, interpretándose la actividad de las distintas áreas cerebrales a lo largo del tiempo. Existen patrones normales, y patrones anormales que hacen sospechar lesiones o enfermedades características. Es por tanto un medio de diagnóstico funcional de enfermedades cerebrales complementario a otros estudios, especialmente los radiológicos (TAC, Resonancia Magnética). Para recoger la señal eléctrica cerebral se utilizan electrodos colocados en el cuero cabelludo, a los que se añade una pasta conductora para posibilitar que la señal eléctrica cerebral, que es de una magnitud de microvoltios, se pueda registrar y analizar en el electroencefalógrafo. Los primeros EEG (el primero en personas se realizó en 1929, en Alemania) y hasta hace pocos años se realizaban en papel; sin embargo en la actualidad es mucho más utilizado el EEG digital, pues permite mejor almacenaje y análisis de los datos. Además de los registros habituales, se realizan electroencefalogramas de 24 horas, o estudios de electroencefalografía y vídeo durante 1-6 días. En estos casos la técnica es similar, pero se exige más colaboración al paciente, ya que debe permanecer controlado durante todo el tiempo del estudio

El EEG sirve para observar el funcionamiento eléctrico cerebral. Por lo tanto será de interés conocer su normalidad o no en pacientes con alteración de las funciones cerebrales, bien de forma persistente o bien de modo episódico. Puede detectar alteraciones de todo el cerebro o de algunas áreas, es decir podrá servir para observar alteraciones en lesiones (tumores, hemorragias, encefalitis, traumatismos entre otras) y lesiones difusas (tóxicas, metabólicas, infecciosas etc). Es decir, es fundamental realizar el EEG en pacientes cuyos síntomas o quejas sean deterioro del nivel de conciencia (somnolencia, estupor, coma), pérdida de facultades intelectuales (pérdida de memoria, demencia) o episodios que hagan sospechar crisis epilépticas (ya que la epilepsia es una enfermedad en la que el cerebro descarga de modo brusco impulsos eléctricos produciendo los ataques).