수면 중 발생하는 여러 가지 비정상적인 상태를 진단하려고 여러 기구를 이용하여 수면 중 상태를 기록, 분석하는 검사이다.
수면 중 질환들을 진단하기 위하여 다각적인 검사 장비들이 동원되는데, 뇌기능 상태를 알기 위한 뇌파 검사(EEG), 눈 움직임을 보기 위한 안전도 검사(EOG), 근육 상태를 알기 위한 근전도 검사(EMG), 심장 리듬을 보기 위한 심전도(ECG), 전체적인 상태를 보기 위한 비디오 촬영 등을 같이 시행하면서 대개 하룻밤 정도 수면을 취하면서 검사하는 방법이다.
이 검사의 장점은 인체에 방사선 등의 노출이 없는 안전한 검사들로 이루어져 있으며, 하룻밤의 장기간 검사를 하기 때문에 수면 중 발생하는 문제에 대해 포괄적으로 접근할 수 있다는 것이다.

정확한 검사를 위해서는 평상시처럼 자연스러운 상태를 만드는 것이 중요하다. 즉 검사 전날 평소와 다른 수면 행태, 과도한 음주 등은 검사하는 날의 수면 양상에 변화를 주어 정확한 검사 결과가 나오지 않을 수 있으므로 삼간다.