W neurologii dziecięcej do diagnostyki różnych stanów patologicznych, w tym także opóźnienia psychomotorycznego, wykorzystuje się badanie elektroencefalograficzne (EEG). Jest to badanie tanie, nieinwazyjne i może być wielokrotnie powtarzane. Nie ma też znaczących przeciwwskazań do jego wykonania. Polega na rejestracji czynności bioelektrycznej mózgu na powierzchni głowy pacjenta, na której rozmieszcza się elektrody według międzynarodowego układu elektrod 10–20, którego twórcą był dr Herbert Jasper z Instytutu Neurologicznego w Montrealu. Elektrody mocuje się do głowy pacjenta przy użyciu żelu przewodzącego (nakładanego w celu ułatwienia wędrówki prądu jonowego z powierzchni skóry do elektrody), taśmy lub specjalnego gumowego czepka, który jednocześnie umożliwia prawidłowe umieszczenie elektrod na głowie. Liczby parzyste w oznaczeniu elektrod według systemu 10–20 odnoszą się do prawej półkuli, a liczby nieparzyste – do lewej. Czynność mózgowia, która jest rejestrowana podczas zapisu EEG, wynika z ruchu ładunków elektrycznych znajdujących się w błonach neuronalnych. Uzyskany podczas badania EEG sygnał pochodzący z elektrod jest przesyłany do elektroencefalografu (gdzie zostaje wzmocniony), a następnie – w formie cyfrowej – do komputera. W badaniu EEG wyróżnia się kilka rodzajów fal – delta, theta, alfa, beta, gamma, mi oraz lambda. U dzieci zauważalna jest zmienność w występowaniu, zakresie, kształcie i amplitudzie fal mózgowych. W badaniu EEG stosuje się różne metody aktywacji zapisu: hiperwentylację, fotostymulację, a także deprywację snu – pomocne przy stawianiu właściwej diagnozy i mogące być czynnikami wyzwalającymi nieprawidłowości, które nie zostaną uwidocznione bez zastosowania wywołującej je metody aktywacyjnej zapisu. Opóźnienie psychomotoryczne często wiąże się ściśle z nieprawidłowościami w budowie oraz funkcjonowaniu ośrodkowego układu nerwowego.