Een EEG, ofwel elektro-encefalogram, registreert de elektrische activiteit van de hersenen via elektroden die op de hoofdhuid worden geplaatst. Het levert een continue, realtime weergave van de totale activiteit van grote populaties neuronen.

Verschillende frequentiebanden corresponderen grofweg met verschillende toestanden. Alfagolven verschijnen tijdens ontspannen wakkerheid met gesloten ogen; bètagolven gaan gepaard met actief denken en aandacht; theta- en deltagolven domineren bij slaperigheid en diepe slaap. Pieken en scherpe golven kunnen wijzen op epileptische activiteit. Het EEG is daarom een ​​essentieel hulpmiddel bij de diagnose van epilepsie en bij het bepalen van de slaapstadia.

De methode heeft een uitstekende temporele resolutie – veranderingen in de orde van milliseconden kunnen worden gevolgd – maar een beperkte ruimtelijke resolutie, omdat het signaal door de schedel wordt gefilterd en de activiteit van veel neuronen tegelijk weergeeft. Event-related potentials (ERP's) die uit de continue EEG worden geëxtraheerd, onthullen de reactie van de hersenen op specifieke stimuli met een precieze timing.

Wanneer een arts wil weten wat er zich van moment tot moment in de hersenen afspeelt, blijft het EEG een van de meest directe en toegankelijke instrumenten die beschikbaar zijn.