อุปกรณ์ ECG จะตรวจจับและขยายสัญญาณจากการเปลี่ยนแปลงไฟฟ้าเล็กๆบนผิวหนังที่เกิดขึ้นเมื่อกล้ามเนื้อหัวใจ depolarizes ในระหว่างการเต้นของหัวใจแต่ละครั้ง. ในขณะที่อยู่เฉยๆ, เซลล์กล้ามเนื้อหัวใจแต่ละเซลล์จะมีประจุลบ, ที่เรียกว่าศักยภาพเมมเบรน, ทั่วเยื่อหุ้มเซลล์ของมัน. การ depolarization หมายถึงการปรับลดประจุลบให้มีค่าเป็นศูนย์โดยการป้อนประจุบวก, Na+ และ Ca++, เป็นการสั่งให้กลไกในเซลล์ทำงานโดยทำให้มันหดตัว. ระหว่างการเต้นของหัวใจแต่ละครั้ง, หัวใจที่มีสุขภาพดีจะมีความก้าวหน้าของคลื่น depolarisation อย่างเป็นระเบียบเรียบร้อย, มันจะถูกสะกิดให้ทำงานโดยเซลล์ในโหนด sinoatrial กระจายออกผ่านห้วใจห้องบน, ผ่านโหนด atrioventricular จากนั้นก็แพร่กระจายไปทั่วโพรง ventricle. กระแสคลื่นเหล่านี้จะถูกตรวจจับเป็นการเพิ่มขึ้นหรือลดลงเล็กๆของแรงดันไฟฟ้าระหว่างสองขั้วไฟฟ้าที่วางอยู่ด้านข้างด้านใดด้านหนึ่งของหัวใจ, ซึ่งจะแสดงผลเป็นเส้นหยักทั้งบนหน้าจอหรือบนกระดาษ. การแสดงผลนี้แสดงให้เห็นจังหวะโดยรวมของหัวใจและจุดอ่อนในชิ้นส่วนที่แตกต่างกันของกล้ามเนื้อหัวใจ.

ปกติแล้วมักจะใช้ขั้วไฟฟ้ามากกว่าสองขั้วและพวกมันสามารถรวมกันเป็นคู่ (ตัวอย่างเช่นแขนซ้าย (LA), แขนขวา (RA), และขาซ้าย (LL) ขั้วไฟฟ้าฟอร์มตัวในรูปแบบสามคู่คือ LA + RA, LA + LL และ RA + LL). เอาต์พุตจากแต่ละคู่เรียกว่า ลีด (lead). แต่ละลีดดูที่หัวใจจากมุมที่แตกต่างกัน. ประเภทที่แตกต่างกันของ ECGs สามารถเรียกตามจำนวนของลีดที่ทำการบันทึก, เช่น ECGs แบบ 3-lead, 5-lead, หรือ 12-lead (บางครั้งเรียกแค่ "12-lead"). ECG แบบ 12-lead จะบันทึก 12 สัญญาณไฟฟ้าที่แตกต่างกันในช่วงเวลาประมาณเดียวกันและมักจะถูกนำมาใช้เป็นการบันทึกแบบทำครั้งเดียวไม่ทำซ้ำของคลื่นไฟฟ้าหัวใจ, จะพิมพ์แบบดั้งเดิมออกมาเป็นสำเนากระดาษ. 3- และ 5-lead ECGs มีแนวโน้มที่ถูกใช้ตรวจจับอย่างต่อเนื่องและถูกแสดงบนจอภาพของอุปกรณ์เพื่อการเฝ้าดูพิเศษตัวอย่างเช่นในระหว่างการผ่าตัดหรือในขณะที่ทำการขนส่งในรถพยาบาล. อาจจะมีหรืออาจจะไม่มีการบันทึกอย่างถาวรใดๆของคลื่นไฟฟ้าหัวใจแบบ 3 หรือ 5 ลีด, ขึ้นอยู่กับอุปกรณ์ที่ใช้