脑电图异常可能与多种疾病相关。比如癫痫患者中约有60% - 80%会出现脑电图异常，表现为癫痫样放电等特征。
一、癫痫相关
癫痫发作间期脑电图： 约80%的癫痫患者在发作间期脑电图可记录到痫性放电，如棘波、尖波、棘 - 慢复合波等。这些异常放电是由于大脑神经元异常同步化放电引起的。不同类型的癫痫，脑电图表现有所差异，例如全面性癫痫发作时，脑电图常显示双侧对称同步的放电；部分性癫痫发作时，脑电图可见局部脑区的异常放电。癫痫发作期脑电图： 在癫痫发作时，脑电图能更直观地捕捉到异常放电的起始、传播等过程，有助于明确癫痫的发作类型和定位。
二、脑部感染性疾病
病毒性脑炎： 患者脑电图可出现弥漫性慢波，病情严重时慢波增多，且可能伴有痫性放电。一般在发病后的1 - 2周内脑电图异常较为明显，随着病情好转，脑电图异常也会逐渐改善。例如单纯疱疹病毒性脑炎患者，脑电图早期可表现为单侧或双侧颞叶、额叶的局灶性慢波，随后可进展为弥漫性高幅慢波。细菌性脑膜炎： 脑电图改变与病情严重程度相关，轻症患者可能仅有轻度弥漫性慢波，重症患者脑电图可出现弥漫性高幅慢波，甚至周期性尖波等异常表现。
三、脑血管疾病
脑梗死： 在脑梗死急性期，脑电图可出现低波幅慢波，病变对侧较为明显。发病后数小时至数天内脑电图异常逐渐明显，随着病情稳定和恢复，部分患者脑电图异常可有所改善。例如大脑中动脉梗死患者，梗死灶对侧大脑半球脑电图可出现慢波活动。脑出血： 脑出血患者脑电图表现与出血部位、出血量有关。少量脑出血时，脑电图可能仅有轻度异常；大量脑出血时，脑电图可出现弥漫性慢波，甚至在出血灶区域出现棘波、尖波等异常放电。
四、代谢性脑病
低血糖脑病： 低血糖发作时，脑电图可出现慢波，严重低血糖时可出现高幅慢波、尖波等。当血糖恢复正常后，脑电图异常通常会逐渐消失。例如血糖低于2.8mmol/L时，就可能出现脑电图异常改变。肝性脑病： 脑电图在肝性脑病不同阶段有不同表现。前驱期脑电图可正常或轻度异常；昏迷前期脑电图出现弥漫性慢波，频率为4 - 7Hz；昏睡期和昏迷期脑电图出现高波幅δ波，频率为1 - 3Hz。