Hierbei werden die Potentiale, die die Muskelkontraktion erzeugt, mit einer Nadel direkt im Muskel abgeleitet. Diese Potentiale können bei Muskel- oder Nervenkrankheiten verändert sein: z. B. vergrößert, verschmälert, verbreitert, gesplittert, gelichtete Inteferenz.
Auch kann sich sog. Denervierungsaktivität in Form von positiven Wellen oder Fibrillationen zeigen – dies beweist eine Schädigung der Nervenfaser.
Die Elektromyografie mit einer dünnen Nadel ist bei einem geübten Untersucher fast schmerzfrei und bei Diagnostik von Muskel- und Nervenkrankheiten unverzichtbar.