借助于金屬電極和導電膠從顱外頭皮表面引導的可記錄到的皮層自發電位圖形。人類腦電圖由德國精神病學家伯格（Berger）于1924年在其子的頭部第一次記錄下來，于1929年發表了論文，并開始應用于臨床。
正常腦電圖的基本波形 腦電圖的波形很不規則，其頻率變化范圍在正常人每秒約在1～30次左右，通常將此頻率范圍分為4個波段，如下表：
腦電波的波段
各波段不僅頻率不同，而且在振幅、起源及機能等方面也不同。
δ波 頻率為每秒0.5～3.5次，振幅為20～200微伏。在清醒的正常成人，一般是記錄不出δ波的。成人只有在深睡的情況下才可記錄出δ波。一般在顳區與枕區引出的δ波比較明顯。
θ波 頻率為每秒4～7次，振幅約為100～150微伏。在清醒的正常成人，一般也記錄不出θ波，成人在困倦時常可記錄出θ波。θ波的出現是中樞神經系統抑制狀態的一種表現。如在清醒成人的腦電圖中出現θ波表示不正常。一般在頂區與顳區引出的θ波較明顯。
α波 頻率為每秒8～13次，振幅為20～100微伏。α波是正常成人腦電波的基本節律，如果沒有外加的刺激，其頻率相當恒定。在頭部任何部位皆可記錄到α波，但以在枕區及頂區后部記錄到的最為明顯。α節律與視覺活動有關。α節律在清醒安靜閉目時即出現，并可具有時大時小的波幅變化，即波幅呈現由小變大，然后又由大變小的規律性變化，形成所謂α節律的“梭形”。每一“梭形”持續時間約1～2秒。睜眼、思考問題或接受其它刺激時，α波立即消失而出現快波，此現象稱為“α波阻斷（αblock）”。如再行安靜閉目，則α波又會重新出現。
β波 頻率為每秒14～30次，振幅5～20微伏。安靜閉目時只在額區出現β波。如果睜眼視物、突然受到聲音刺激或進行思考時，在皮層其它區也會出現β波。所以β波的出現一般表示大腦皮層處于興奮狀態。
在實際記錄的腦電圖中，并不是一種單一的節律，常是一種以上不同節律的波同時存在，尤以α波與β波同時在一個部位出現的情況較常見，此時，β波常重疊在α波上。
大腦皮層的不同生理狀態，能使腦電圖的波形發生不同的變化。當大腦皮層中許多神經細胞的生物電活動呈現步調一致時，大腦電圖上就會出現低頻率高振幅的波形，此種現象稱作同步化。α波就是一種同步化波。而當大腦皮層中許多神經細胞的生物電活動步調不一致時，在腦電圖上就會出現高頻率低振幅的波形，此種現象稱為去同步化。例如α波阻斷而出現β波即為一種去同步化。通常認為，當腦電圖中高振幅的慢波消失而代之以低振幅的快波時，表明大腦皮層興奮過程的增強；而當低振幅的快波消失而代之以高振幅的慢波，則表明抑制過程的增強。
正常兒童的腦電圖與成人不同，常出現較成人為慢的優勢節律（每秒少于8次），此節律在中央區比在后項區更為明顯。θ節律為少年（10～17歲）的腦電圖中的主要節律。一般認為，嬰兒沒有枕部α頻率，在幼年兒童身上所發現的慢波隨年齡增長而逐漸加速，直至達到成年人的這些頻率為止。