In der Klinischen Neurophysiologie werden verschiedene technische Funktionsprüfungen von Muskeln, Nerven, Rückenmark und Gehirn durchgeführt. Bei der Elektromyographie (EMG) wird mit feinen Nadelelektroden die elektrische Aktivität einzelner Muskeleinheiten abgeleitet. Dies ist wichtig zur Diagnose von Muskelerkrankungen, hilft aber auch bei der Einordnung von Erkrankungen der peripheren Nerven. Letztere werden direkt mit der Elektroneurographie (ENG) untersucht, wobei u.a. die sogenannte Nervenleitgeschwindigkeit bestimmt werden kann. Diese Untersuchung ist wichtig bei den häufigen Polyneuropathien und bei allen anderen Verletzungen und Erkrankungen peripherer Nerven. Mit den sogenannten evozierten Potentialen (EP) kann die Reizverarbeitung auch in Rückenmark und Gehirn untersucht werden. Hier unterscheidet man somatosensorisch evozierte Potentiale (SEP), akustisch evozierte Potentiale (AEP) und visuell evozierte Potentiale (VEP). Mit der transkraniellen Magnetstimulation (TMS) kann außerdem die motorische Reizleitung vom Gehirn bis zum Muskel untersucht werden. EP und TMS werden häufig bei der Abklärung der Multiplen Sklerose eingesetzt, aber kommen auch bei vielen anderen Erkrankungen des zentralen Nervensystems zur Anwendung. Schließlich werden noch einige seltener benötigte Untersuchungen durchgeführt, wie z.B. Hirnstammreflexe, polygraphische Tremoranalysen und andere Polygraphien, zum Teil kombiniert mit der Elektroenzephalographie (EEG). Die klinische Neurophysiologie untersucht Patienten der neurologischen Ambulanzen und Stationen, ebenso wie Patienten der Nachbarabteilungen, vor allem der Klinik für Neurochirurgie. Patienten mit neuromuskulären Erkrankungen werden häufig auch direkt durch die Ärzte der klinischen Elektrophysiologie in der gleichnamigen Spezialambulanz betreut. In 2015 wurden insgesamt 846 Nadel-EMG, 2.549 ENG, 1.961 EP, 759 TMS und 1.557 andere Untersuchungen durchgeführt.

Wissenschaftlich werden in Kooperation mit der Abteilung Neuroradiologie unter Integration klinisch-neurophysiologischer Funktionsparameter und spezialisierter MR-bildgebender Verfahren Läsionsmuster v.a. im peripheren Nervensystem untersucht. Diese schließen verschiedene Krankheitsbilder wie Immunneuropathien, toxische und traumatische Schädigungen sowie metabolische und hereditäre Erkrankungen ein. Darüber hinaus ist das Labor auf Kooperationsbasis in verschiedene klinische Studienaktivitäten am Universitätsklinikum eingebunden.