心臟在每個心動週期中，由起搏點、心房、心室相繼興奮，伴隨著生物電的變化，通過心電描記器從體表引出多種形式的電位變化的圖形（簡稱ECG）。 心電圖是心臟興奮的發生、傳播及恢復過程的客觀指標。
心臟周圍的組織和體液都能導電，因此可將人體看成為一個具有長、寬、厚三度空間的容積導體。心臟好比電源，無數心肌細胞動作電位變化的總和可以傳導並反映到體表。在體表很多點之間存在著電位差，也有很多點彼此之間無電位差是等電的(圖1)。
心臟電活動按力學原理可歸結為一系列的瞬間心電綜合向量。在每一心動週期中，作空間環形運動的軌跡構成立體心電向量環。應用陰極射線示波器在螢幕上具體看到的額面、橫面和側面心電圖向量環，則是立體向量環在相應平面上的投影。心電圖上所記錄的電位變化是一系列瞬間心電綜合向量在不同導聯軸上的反映，也就是平面向量環在有關導聯軸上的再投影。投影所得電位的大小決定於瞬間心電綜合向量本身的大小及其與導聯軸的夾角關係。投影的方向和導聯軸方向一致時得正電位，相反時為負電位。用一定速度移行的記錄紙對這些投影加以連續描記，得到的就是心電圖的波形。心電圖波形在基線（等電位線）上下的升降，同向量環執行的方向有關。和導聯軸方向一致時，在心電圖上投影得上升支，相反時得下降支。向量環上零點的投影即心電圖上的等電位線，該線的延長線將向量環分成兩個部分，它們分別投影為正波和負波。因此，心電圖與心向量圖有非常密切的關係。心電圖的長處是可以從不同平面的不同角度，利用比較簡單的波形、線段對複雜的立體心電向量環，就其投影加以定量和進行時程上的分析。而心電向量圖學理論上的發展又進一步豐富了心電圖學的內容並使之更易理解。
動物機體組織和體液都能導電，將心電描記器的記錄電極放在體表的任何兩個非等電部位，都可記錄出心電變化的圖象，這種測量方法叫做雙極導聯，所測的電位變化是體表被測兩點的電位變化的代數和，分析波形較為複雜。如果設法使兩個測量電極之一，通常是和描記器負端相連的極，其電位始終保持零電位，就成為所謂的“無關電極”，而另一個測量電極則放在體表某一測量點，作為“探查電極”，這種測量方法叫做單極導聯。由於無關電極經常保持零電位不變，故所測得的電位變化就只表示探查電極所在部位的電位變化，因而對波形的解釋較為單純。目前在臨床檢查心電圖時，單極和雙極導聯都在使用。常規使用的心電圖導聯方法有12種（圖2）。
屬雙極導聯，只能描記兩電極間的電位差。電極連線方法是：第一導聯(簡稱Ⅰ)，右臂（－），左臂（＋）；第二導聯（簡稱Ⅱ），右臂（－），左足（＋）；第三導聯（簡稱Ⅲ），左臂(－)，左足（＋）（圖2a）。
將探查電極放在標準導聯的任一肢體上，而將其餘二肢體上的引導電極分別與5000歐姆電阻串聯在一起作為無關電極（圖2b這種導聯記錄出的心電圖電壓比單極肢體導聯的電壓增加50％左右，故名加壓單極肢體導聯。根據探查電極放置的位置命名，如探查電極在右臂，即為加壓單極右上肢導聯（aVR），在左臂則為加壓單極左上肢導聯（aVL），在左腿則為加壓單極左下肢導聯（aVF）。
將一個測量電極固定為零電位（中心電端法），把中心電端和心電描記器的負端相連，成為無關電極。另一個電極和描記器正端相連，作為探查電極，可放在胸壁的不同部位。分別構成6種單極胸導聯（圖2c），電極的位置是：V1，胸骨右緣第4肋間;V2，胸骨左緣第4肋間；V3，在V1與V4連線的中點； V4，左鎖骨中線第5肋間；V5，左腋前線與V4同一水平；V6，左腋中線與V4同一水平。
用標準導聯引出的心電圖各波，由荷蘭生理學家W.艾因特霍芬命名P，Q，R，S，T波， U波是以後發現命名的（圖3）。
心臟的興奮發源於竇房結，最先傳至心房，故心電圖各波中最先出現的是代表左右兩心房興奮過程的P波。興奮在向兩心房傳播過程中，其心電去極化的綜合向量先指向左下肢，然後逐漸轉向左上肢。如將各瞬間心房去極的綜合向量連結起來，便形成一個代表心房去極的空間向量環，簡稱P環。P環在各導聯軸上的投影即得出各導聯上不同的P波。P波形小而圓鈍，隨各導聯而稍有不同。P波的寬度一般不超過0.11秒，電壓（高度）不超過0.25毫伏。
是從P波終點到QRS波起點之間的曲線，通常與基線同一水平。 P-R段由電活動經房室交界傳向心室所產生的電位變化極弱，在體表難於記錄出。
是從P波起點到QRS波群起點的時間距離，代表心房開始興奮到心室開始興奮所需的時間，一般成人約為0.12～0.20秒，小兒稍短。超過0.21秒為房室傳導時間延長。
代表兩個心室興奮傳播過程的電位變化。由竇房結髮生的興奮波經傳導系統首先到達室間隔的左側面，以後按一定路線和方向，並由內層向外層依次傳播。隨著心室各部位先後去極化形成多個瞬間綜合心電向量，在額面的導聯軸上的投影，便是心電圖肢體導聯的QRS複合波。典型的QRS複合波包括三個相連的波動。第一個向下的波為Q波，繼Q波後一個狹高向上的波為R波，與R波相連線的又一個向下的波為S波。由於這三個波緊密相連且總時間不超過0.10秒，故合稱QRS複合波。QRS複合波所佔時間代表心室肌興奮傳播所需時間，正常人在0.06～0.10秒之間。
由QRS波群結束到T波開始的平線，反映心室各部均在興奮而各部處於去極化狀態，故無電位差。正常時接近於等電位線，向下偏移不應超過0.05毫伏，向上偏移在肢體導聯不超過0.1毫伏，在單極心前導程中V1，V2，V3中可達0.2～0.3毫伏； V4，V5導聯中很少高於0.1毫伏。任何正常心前導聯中，ST段下降不應低於0.05毫伏。偏高或降低超出上述範圍，便屬異常心電圖。
是繼QRS波群后的一個波幅較低而波寬較長的電波，反映心室興奮後再極化過程。心室再極化的順序與去極化過程相反，它緩慢地從外層向內層進行，在外層已去極化部分的負電位首先恢復到靜息時的正電位，使外層為正，內層為負，因此與去極化時向量的方向基本相同。連線心室復極各瞬間向量所形成的軌跡，就是心室再極化心電向量環，簡稱T環。T環的投影即為T波。再極化過程同心肌代謝有關，因而較去極化過程緩慢，佔時較長。T波與S-T段同樣具有重要的診斷意義。
在T波後0.02～0.04秒出現寬而低的波，波高多在0.05毫伏以下，波寬約0.20秒。一般認為可能由心舒張時各部產生的負後電位形成，也有人認為是浦肯野氏纖維再極化的結果。血鉀不足，甲狀腺功能亢進和強心藥洋地黃等都會使V波加大。
單個心肌細胞興奮時描記的動作電點陣圖形與每個心動週期描記的心電圖有顯著差別。這是由於心肌細胞動作電位是單個細胞的膜電位變化，而心電圖則是大量心肌細胞構成的功能性合胞體瞬間的電位變化，是隨整個心臟這個功能合胞體興奮的發生傳佈和恢復過程而變化的。不僅與單個心肌細胞的動作電位不同而且多種導聯描出的波形也有所不同。儘管如此，單個心肌細胞動作電位的產生和消失，與心電圖各波之間仍有明顯的對應關係（圖4）。以心室肌為例，心室肌單個細胞動作電位的“0”期（升支）與心電圖QRS複合波相應。由於心室各部心肌細胞開始去極化的時間有先後，遂使QRS複合波的時程比單個心室肌細胞的“0”期較長，但二者時程基本相應。單個心室肌細胞復極化的第“2”期與心電圖S-T段相應。單個心室肌細胞開始進入快速復極化即第3期時，與心電圖的T波相應(見心肌)。
心電圖是反映心臟興奮的電活動過程，它對心臟基本功能及其病理研究方面，具有重要的參考價值。心電圖可以分析與鑑別各種心律失常；也可以反映心肌受損的程度和發展過程和心房、心室的功能結構情況。在指導心臟手術進行及指示必要的藥物處理上有參考價值。然而，心電圖並非檢查心臟功能狀態必不可少的指標。因為有時貌似正常的心電圖不一定證明心功能正常；相反，心肌的損傷和功能的缺陷並不總能顯示出心電圖的任何變化。所以心電圖的檢查必須結合多種指標和臨床資料，進行全面綜合分析，才能對心臟的功能結構做出正確的判斷。
心電圖在科學研究方面應用相當廣泛。已在多種動物描記出它們的心電圖，並對其生理意義進行了初步研究。一些無脊椎動物如鱟、貽貝、章魚、螯蝦、海鞘等和脊椎動物如兩棲、爬行、鳥及哺乳等綱動物，採用特殊電極及引導方法，都可描記其心電圖（圖5）。基本圖形大致相似，在具體波形及電壓高低，時程長短上有所不同。靜脈竇發育良好的動物，其心電圖的P波之前有與靜脈竇興奮相應的V波。魚和兩棲動物的心電圖在T波之前常有B波，它反映動脈圓錐的興奮。動物心電圖還可以作為判明心搏起源性質的客觀指標。神經源性心搏如鱟的心電圖常有振盪性的快波和若干猝發性的鋒形電位；而肌原性心搏如軟體動物的心電圖常由若干慢波組成。動物心電圖對於研究心臟的比較生理和心臟藥理學的研究都有重要的參考價值。此外，在人體或動物身上安裝心電發射器，可在遠距離通過接收系統描記心電的變化。這可用於測試運動中的運動員及走動中的動物心臟功能的變化；測試高空飛行員、宇航員的心搏變化，以及研究人體對高山、高空、深海等環境的心臟活動變化。
黃宛：《臨床心電學》，第3版，人民衛生出版社，北京，1975。
吳襄：《生理學大綱》，第5版，高等教育出版社，北京，1987。
on， Principles of Animal Physiology，2nd ed.，Macmillan Publishing .，New York，1979.
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