脳波検査（EEG）は、頭皮に装着した電極を通して脳の電気活動を記録する検査法です。これにより、多数のニューロンの活動の総和をリアルタイムで継続的に記録することができます。

異なる周波数帯域は、おおよそ異なる状態に対応しています。アルファ波は目を閉じたリラックスした覚醒時に現れ、ベータ波は活発な思考や注意を伴い、シータ波とデルタ波は眠気や深い睡眠時に優勢になります。スパイク波や鋭波は発作活動を示す可能性があります。したがって、脳波検査はてんかんの診断と睡眠段階の判定において主要なツールとなります。

この方法は時間分解能に優れており、ミリ秒単位の変化を追跡できますが、信号が頭蓋骨を通して濾過され、多数のニューロンの活動を同時に反映するため、空間分解能は限られています。進行中の脳波から抽出される事象関連電位は、特定の刺激に対する脳の反応を正確なタイミングで明らかにします。

臨床医が脳の活動を刻々と把握する必要がある場合、脳波検査（EEG）は依然として最も直接的で利用しやすい手段の一つである。