La Polisonnografia consiste in una registrazione simultanea di più parametri fisiologici durante la notte, mediante un polisonnigrafo. Durante la polisonnografia vengono usati elettrodi, sensori, collegati al polisonnigrafo che registra  su un sistema, solitamente informatico, di memorizzazione dei dati. I parametri studiati sono generalmente: EEG (ElettroEncefaloGrafia) nelle fasi del sonno, la respirazione, i movimenti corporali, la frequenza cardiaca, i movimenti oculari, l’elettrocardiogramma, il contenuto di ossigeno nel sangue, la posizione del paziente, la presenza di russamento o somniloquia (parlare nel sonno). La polisonnografia permette di diagnosticare la sindrome delle apnee notturne è necessaria inoltre per dimostrare anomalie bioelettriche della corteccia cerebrale connesse, nel sonno, a variazioni pressorie o della frequenza cardiaca.