Son las técnicas que registran las respuestas cerebrales provocadas por estímulos sensitivos (visuales, auditivos o táctiles eléctricos). Se denominan según el estímulo que produce la respuesta como Potenciales evocados visuales (PEV), Potenciales evocados auditivos (PEA) o Potenciales evocados somatosensoriales (PESS). Para registrar estas ondas hay que dar varios cientos de estímulos, y promediar la respuesta recibida, ya que su amplitud es muy baja.

Los potenciales evocados son técnicas diagnósticas de apoyo para encontrar lesiones en las vías sensitivas respectivas. Ayudan a detectar lesiones y a clasificarlas sugiriendo unas causas u otras. Además son métodos de control evolutivo de procesos ya conocidos. En ocasiones son signos de progresión o mejoría de una enfermedad que no da síntomas o problemas claros al paciente. Son importantes en enfermedades como neuritis óptica, esclerosis múltiple, sorderas, traumatismos craneales, lesiones de médula espinal o tronco del encéfalo, neuropatías etc. Una alteración de los potenciales va a ayudar a su diagnóstico o a su exclusión. Como son ondas independientes de la voluntad del paciente, son datos objetivos, concluyentes de lesión o de normalidad, lo que es muy importante para la correlación entre las quejas del enfermo y la lesión real. En ocasiones incluso, las alteraciones de las vías preceden a la presencia de síntomas, ayudando al diagnóstico precoz de enfermedades que pueden ser tratables y tratadas con urgencia.