电生理学是生理学的一个分支，广泛涉及生物组织中的离子流动（离子电流），特别是能够测量这种流动的电记录技术。经典的电生理学技术涉及将电极放入各种生物组织制剂中。电极的主要类型有：
简单的实心导体，例如圆盘和针（单个或阵列，除了尖端外通常是绝缘的），
印刷电路板或柔性聚合物上的迹线，除尖端外也绝缘，和
装有电解质的空心管，例如装有氯化钾溶液或其他电解质溶液的玻璃移液管。
主要准备工作包括：
活的有机体（例如昆虫），
切除组织（急性或培养），
从切除组织（急性或培养）中分离的细胞，
人工生长的细胞或组织，或
以上的杂种。
神经元电生理学是研究神经系统内生物细胞和组织的电特性。借助神经元电生理学，医生和专家可以通过观察个体的大脑活动来确定神经元疾病是如何发生的。活动，例如在遇到任何情况下大脑的哪些部分会亮起。如果电极的直径足够小（微米），那么电生理学家可能会选择将尖端插入单个细胞中。这种配置允许直接观察和细胞内记录细胞内单个细胞的电活动。然而，这种侵入性设置会缩短细胞的寿命并导致物质通过细胞膜泄漏。也可以使用含有电解质的特殊成型（中空）玻璃移液管观察细胞内活动。在这种技术中，显微移液器尖端被压在细胞膜上，通过玻璃和细胞膜脂质之间的相互作用，它紧紧地附着在细胞膜上。移液管内的电解质可以通过向移液管传递负压脉冲来与细胞质保持流体连续性，以破坏移液管边缘环绕的小膜片（全细胞记录）。或者，离子连续性可以通过允许电解质内的外源性成孔剂将自身插入膜贴片中来“穿孔”贴片来建立（穿孔贴片记录）。最后，补丁可能会保持原样（补丁录制）。
电生理学家可能选择不将尖端插入单个细胞。相反，电极尖端可以与细胞外空间保持连续。如果尖端足够小，这种配置可能允许间接观察和记录单个细胞的动作电位，称为单单元记录。根据准备和精确放置，细胞外配置可能会同时接收几个附近细胞的活动，称为多单元记录。
随着电极尺寸的增加，分辨率降低。较大的电极只对许多细胞的净活动敏感，称为局部场电位。更大的电极，例如临床和外科神经生理学家使用的非绝缘针和表面电极，仅对数以百万计的细胞群内的某些类型的同步活动敏感。
其他经典的电生理技术包括单通道记录和电流测定法。
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