대뇌피질의 뉴런은 생체 전기 활동을 가지고 있으며, 흔히 지속적인 리듬성 전위 변화를 자발적인 뇌전 활동이라고 한다. 유도전극을 두피에 올려놓고 기록한 피질 뇌전도를 뇌전도라고 한다. 동물 실험이나 수술 환자 중 두개골을 열고 유도전극을 피질 표면에 직접 올려놓은 피질의 자발적인 뇌전을 피질전기도라고 한다. 수신 충동의 자극을 느끼면 뇌의 일부 영역에 피질 유발 전위라고 하는 제한된 전위 변화가 나타난다.

주파수의 속도에 따라 뇌전신호의 파형은 알파, 베타, 세타, 파파로 나눌 수 있다. 주파수가 빠른 알파파는 깨어있고, 조용하고, 눈을 감을 때 나타난다. 어른들이 깨어있을 때 가장 느린 δ 파는 거의 없다. 성인의 극도의 피로, 수면, 마취에도 δ 파동이 나타날 수 있다. 뇌파형을 기록하고 분석하는 것은 특정 뇌질환의 진단에 참고의의가 있다.

뇌파는 대뇌피질의 대량의 뉴런 시냅스 후 전위 합계의 결과이며, 뇌파 동기화 리듬의 형성은 피질 시상 비특이적 투사 시스템의 활동과 관련이 있다.