電生理學是生理學的一個分支，廣泛涉及生物組織中的離子流動（離子電流），特別是能夠測量這種流動的電記錄技術。經典的電生理學技術涉及將電極放入各種生物組織制劑中。電極的主要類型有：
簡單的實心導體，例如圓盤和針（單個或陣列，除了尖端外通常是絕緣的），
印刷電路板或柔性聚合物上的跡線，除尖端外也絕緣，和
裝有電解質的空心管，例如裝有氯化鉀溶液或其他電解質溶液的玻璃移液管。
主要準備工作包括：
活的有機體（例如昆蟲），
切除組織（急性或培養），
從切除組織（急性或培養）中分離的細胞，
人工生長的細胞或組織，或
以上的雜種。
神經元電生理學是研究神經系統內生物細胞和組織的電特性。借助神經元電生理學，醫生和專家可以通過觀察個體的大腦活動來確定神經元疾病是如何發生的。活動，例如在遇到任何情況下大腦的哪些部分會亮起。如果電極的直徑足夠小（微米），那么電生理學家可能會選擇將尖端插入單個細胞中。這種配置允許直接觀察和細胞內記錄細胞內單個細胞的電活動。然而，這種侵入性設置會縮短細胞的壽命并導致物質通過細胞膜泄漏。也可以使用含有電解質的特殊成型（中空）玻璃移液管觀察細胞內活動。在這種技術中，顯微移液器尖端被壓在細胞膜上，通過玻璃和細胞膜脂質之間的相互作用，它緊緊地附著在細胞膜上。移液管內的電解質可以通過向移液管傳遞負壓脈沖來與細胞質保持流體連續性，以破壞移液管邊緣環繞的小膜片（全細胞記錄）。或者，離子連續性可以通過允許電解質內的外源性成孔劑將自身插入膜貼片中來“穿孔”貼片來建立（穿孔貼片記錄）。最后，補丁可能會保持原樣（補丁錄制）。
電生理學家可能選擇不將尖端插入單個細胞。相反，電極尖端可以與細胞外空間保持連續。如果尖端足夠小，這種配置可能允許間接觀察和記錄單個細胞的動作電位，稱為單單元記錄。根據準備和精確放置，細胞外配置可能會同時接收幾個附近細胞的活動，稱為多單元記錄。
隨著電極尺寸的增加，分辨率降低。較大的電極只對許多細胞的凈活動敏感，稱為局部場電位。更大的電極，例如臨床和外科神經生理學家使用的非絕緣針和表面電極，僅對數以百萬計的細胞群內的某些類型的同步活動敏感。
其他經典的電生理技術包括單通道記錄和電流測定法。