L'elettroencefalogramma in sonno è una registrazione dell'attività elettrica cerebrale effettuata durante il sonno naturale del paziente. Gli elettrodi vengono applicati sul cuoio capelluto secondo il sistema internazionale 10-20 e il paziente viene fatto addormentare in un ambiente confortevole e silenzioso. Per facilitare l'addormentamento, al paziente viene richiesto di effettuare una deprivazione parziale di sonno la notte precedente (dormire solo 4-5 ore o meno). Durante il sonno il tracciato registra le fasi NREM (stadio 1, 2, 3) e REM. Il sonno, in particolare la fase NREM leggero (stadio 2) e il sonno profondo, attiva le scariche epilettiformi intercritiche (punte, punta-onda, polipunta-onda) che possono non essere evidenti nell'EEG in veglia. L'esame è indicato nell'epilessia focale e generalizzata (soprattutto le forme con crisi notturne o al risveglio: epilessia rolandica, epilessia con punte-onda continue nel sonno, epilessia frontale notturna), nella diagnosi differenziale delle parasonnie (sonnambulismo, terrore notturno, disturbo comportamentale del sonno REM), nella narcolessia e nei disturbi del sonno con sospetta componente epilettica.