大脑皮层含有大量的神经元。这些神经元的活动在一定程度上与有规律的放电节奏(脑电波)同步。放置在头皮上的电极可以检测到来自这种潜在皮层活动的电势变化。脑电图是大量潜在神经活动的总和。

单通道或双通道脑电图记录可用于识别清醒受试者的α活动，或用于记录睡眠成人脑电图中出现的其他特定波形(β、δ、σ、θ)。

在某些情况下(如癫痫研究)，头皮脑电图仪器无法准确记录更深层次的大脑活动。因此，侵入性形式的脑电图，如将电极直接放置在头骨内部的颅内脑电图(icEEG)，硬膜下脑电图(sdEEG)和将电极直接放置在大脑暴露表面的皮质电描记术(ECoG)，都被用来记录大脑皮层的电活动。