ईईजी, या इलेक्ट्रोएन्सेफेलोग्राम, खोपड़ी पर लगाए गए इलेक्ट्रोड के माध्यम से मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि को रिकॉर्ड करता है। यह न्यूरॉन्स की बड़ी आबादी की कुल गतिविधि का निरंतर, वास्तविक समय का रिकॉर्ड प्रदान करता है।

अलग-अलग आवृत्ति बैंड लगभग अलग-अलग अवस्थाओं से मेल खाते हैं। अल्फा तरंगें आंखें बंद करके आराम से जागने की अवस्था में दिखाई देती हैं; बीटा तरंगें सक्रिय चिंतन और ध्यान के साथ होती हैं; थीटा और डेल्टा तरंगें उनींदापन और गहरी नींद में प्रमुख होती हैं। स्पाइक्स और तीव्र तरंगें दौरे की गतिविधि का संकेत दे सकती हैं। इसलिए, ईईजी मिर्गी के निदान और नींद की अवस्थाओं के निर्धारण में एक प्राथमिक उपकरण है।

इस विधि में उत्कृष्ट लौकिक रिज़ॉल्यूशन है—यह मिलीसेकंड के क्रम में होने वाले परिवर्तनों को ट्रैक कर सकती है—लेकिन स्थानिक रिज़ॉल्यूशन सीमित है, क्योंकि सिग्नल खोपड़ी से होकर गुजरता है और एक साथ कई न्यूरॉन्स की गतिविधि को दर्शाता है। चल रहे ईईजी से निकाले गए इवेंट-रिलेटेड पोटेंशियल, सटीक समय के साथ विशिष्ट उत्तेजनाओं के प्रति मस्तिष्क की प्रतिक्रिया को प्रकट करते हैं।

जब किसी चिकित्सक को यह जानने की आवश्यकता होती है कि मस्तिष्क पल-पल क्या कर रहा है, तो ईईजी उपलब्ध सबसे प्रत्यक्ष और सुलभ माध्यमों में से एक बना रहता है।