正常情況下，腦電圖有一定的規律性，當腦部尤其是皮層有病變時，規律性受到破壞，波形即發生變化，對其波形進行分析，可輔助臨床對及腦部疾病進行診斷。腦波按其頻率分為：δ波（1-3c/s）θ波（4-7c/s）、α波（8-13c/s）、β波（14-25c/s）γ波（25c/s以上），δ和θ波稱為慢波，β和γ波稱為快波。依年齡不同其基本波的頻率也不同，如3歲以下小兒以δ波為主，3-6歲以θ波為主，隨年齡增長，α波逐漸增多，到成年人時以α波為主，但年齡之間無明確的嚴格界限，如有的兒童4、5歲枕部α波已很明顯。正常成年人在清醒、安靜、閉眼時，腦波的基本節律是枕部α波為主，其他部位則是以α波間有少量慢波為主。判斷腦波是否正常，主要是根據其年齡，對腦波的頻率、波幅、兩側的對稱性以及慢波的數量、部位、出現方式及有無病理波等進行分析。許多腦部病變可引起腦波的異常。如顱內佔位性病變（尤其是皮層部位者）可有限局性慢波；散發性腦炎，絕大部分腦電圖呈現瀰漫性高波幅慢波；此外如腦血管病、炎症、外傷、代謝性腦病等都有各種不同程度的異常，但腦深部和線部位的病變陽性率很低。須加指出的是，腦電圖表現沒有特異性，必須結合臨床進行綜合判斷，然而對於癲癇則有決定性的診斷價值，在闐癇發作間歇期，腦電圖可有陣發性高幅慢波、棘波、尖波、棘一慢波綜合等所謂“痛性放電”表現。為了提高腦電圖的陽性率，可依據不同的病變部位採用不同的電極放置方法。如鼻咽電極、鼓膜電極和蝶骨電極，在開顱時也可將電極置於皮層（皮層電極）或埋入腦深部結構（深部電極）；此外，還可使用各種誘發試驗，如睜閉眼、過度換氣、閃光刺激、睡眠誘發、剝奪睡眠誘發以及靜脈注射美解眠等。但蝶骨電極和美解眠誘發試驗等方法，可給病人帶來痛苦和損害，須在有經驗者指導下進行。隨著科技的日益發展，近年來又有了遙控腦電圖和24小時監測腦電圖。