Das Gehirn produziert bei seiner Tätigkeit elektrische Potentialschwankungen (vereinfacht oft als „Hirnströme“ bezeichnet), die von der Kopfoberfläche abgeleitet und am Computerbildschirm dargestellt werden können.
Zur Ableitung wird die Kopfhaut an bestimmten Ableitepunkten gereinigt und es werden kleine Elektroden auf die Kopfhaut gesetzt. Dies ist nicht schmerzhaft. Die Ableitung dauert in der Regel 20 Minuten. Für wenige Minuten (3-5 Minuten) sollte während der Untersuchung langsam und tief geatmet werden, da manche Veränderungen hierunter besser sichtbar werden. Bei bestimmten Fragestellungen wird ein Kurzschlaf-EEG durchgeführt (kurzer Schlaf zur Mittagszeit, in Einzelfällen nach vorheriger Gabe eines Medikamentes). Manchmal erfolgt eine „Fotostimulation“, bei der eine Lampe für kurze Zeit vor den geschlossenen Augen regelmäßige Blitzlichter abgibt (ähnlich dem Blitzlicht eines Fotoapparates).
Im Gegensatz zu den sogenannten bildgebenden Verfahren (wie zum Beispiel der Computer-tomographie), welche die Struktur des Gehirns zeigen, kann mit Hilfe des EEG die Gehirnfunktion untersucht werden.
Großer Vorteil dieser Untersuchung ist, dass sie kaum belastend ist, so dass sie – falls notwendig – beliebig oft wiederholt werden kann.
Eine besonders große Bedeutung besitzt das EEG bei der Abklärung von Epilepsien (Erkrankungen mit anfallsartig auftretenden neurologischen Symptomen). Darüberhinaus kann die Untersuchung bei einer Vielzahl von anderen Erkrankungen eingesetzt werden.