Το ηλεκτροεγκεφαλογράφημα είναι μια καταγραφή της ηλεκτρικής δραστηριότητας του εγκεφάλου μέσω ειδικών ηλεκτροδίων που τοποθετούνται σε συγκεκριμένες θέσης του τριχωτού της κεφαλής. Καταγράφει διαφορές δυναμικών που προέρχονται από μετακινήσεις ιόντων εντός των εγκεφαλικών κυττάρων. Μια καταγραφή ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος ρουτίνας διαρκεί συνήθως 20-30 λεπτά (συν τον χρόνο προετοιμασίας) και συνήθως περιλαμβάνει την καταγραφή από τα ηλεκτρόδια στο τριχωτό της κεφαλής. Η διαδικασία του είναι απολύτως ανώδυνη για τον εξεταζόμενο αφού το μόνο που θα υποστεί είναι να επικολληθούν τα ηλεκτρόδια στο δέρμα της κεφαλής του και έπειτα γίνεται η καταγραφή στην διάρκεια της οποίας ο εξεταστής θα ζητήσει από τον εξεταζόμενο να εκτελέσει κάποιες απλές εντολές όπως το να ανοίξει ή να κλείσει τα μάτια ή να πάρει βαθιές ανάσες για ένα χρονικό διάστημα.

Το ΗΕΓ χρησιμοποιείται συχνά σε επεισόδια απώλειας συνειδήσεως, για να διακρίνει τις κάθε είδους επιληπτικές κρίσεις από άλλους τύπους παροξυσμικά φαινόμενα, όπως τα αγγειογενή ή τα καρδιογενή συγκοπτικά επεισόδια (λιποθυμία), τις ψυχογενής μη-επιληπτικές κρίσεις, τα αγγειακά εγκεφαλικά επεισόδια και τις άτυπες ημικρανίες. Πέρα από τη διάγνωση, σημαντικός είναι ο ρόλος του και στην παρακολούθηση και φαρμακευτική διαχείρηση των ασθενών με επιληψία. Χρησιμοποιείται επίσης στη διαφοροποίηση των "οργανικών" εγκεφαλοπαθειών από τα πρωτογενή ψυχιατρικά σύνδρομα, όπως η κατατονία, στον έλεγχο της εγκεφαλικής λειτουργίας ασθενών σε κώμα και ως συμπληρωματική δοκιμασία στη διάγνωση του εγκεφαλικού θανάτου.

Το ηλεκτροεγκεφαλογράφημα ρουτίνας δεν χρειάζεται ιδιαίτερη προετοιμασία από πλευράς του εξεταζόμενου, ο οποίος θα πρέπει να έχει φάει κανονικά τα γεύματα του και να πάρει τα φάρμακα του αν παίρνει κάποια αγωγή. Για να υπάρχει η βέλτιστη αγωγιμότητα και να ελαχιστοποιηθούν τα παράσιτα είναι καλό τα μαλλιά του εξεταζόμενου να είναι λουσμένα.

Το ΗΕΓ έχει πρωταρχικό ρόλο στη διάγνωση - ή στον αποκλεισμό - της επιληψίας, η οποία προκαλεί χαρακτηριστικές ανωμαλίες στο ηλεκτροεγκεφαλογραφικό διάγραμμα. Χρησιμοποιείται επίσης για τη διάγνωση των εγκεφαλοπαθειών, και των διαταραχών του ύπνου.