电刺激已被用于各种体内和体外生理研究和应用，其中包括肌肉收缩和放松、肌肉激活或阈值、神经传导或传播和神经网络的研究。电刺激的振幅、持续时间、频率和模式的变化已被用于不同物种的一系列组织和器官，包括肌肉、大脑、心脏和神经系统。

在孤立的组织-器官浴研究中，电刺激可以直接或间接地通过场刺激来诱导骨骼肌、平滑肌和心肌的等距或等张收缩。需要保证有足够的电流通过组织样品，这取决于组织样品的电阻。骨骼肌收缩研究也可能包括总结和/或破伤风方案。在完整心脏实验中，电刺激可用于起搏。

非侵入性电刺激也可用于检查骨骼肌的合力和招募，其应用也被称为电肌肉刺激(EMS)。

神经肌肉的关系也可以研究，这使得研究神经传导的时间和速度。此外，使用电刺激对动作电位传播的侵入性研究也可以进行，这也可以识别和绘制神经网络。