W przypadku danego rodzaju zabiegu zestaw stosowanych modalności zależy od tego, jakie struktury nerwowe są zagrożone.
Członek zespołu operacyjnego ze specjalnym przeszkoleniem z zakresu neurofizjologii podłącza do pacjenta system komputerowy za pomocą elektrod stymulujących i rejestrujących. Oprogramowanie systemu do monitorowania śródoperacyjnego przetwarza i wyświetla sygnały elektrofizjologiczne, gdy są one wychwytywane przez elektrody rejestrujące. Dzięki temu można obserwować i dokumentować sygnały elektrofizjologiczne w czasie rzeczywistym w podczas operacji. Sygnały zmieniają się w zależności od różnych czynników, w tym znieczulenia, temperatury, etapu operacji.
Podczas przeprowadzania neuromonitoringu istotnym elementem jest zaznaczenie linii odniesienia do neurofizjologii pacjenta przed interwencją chirurgiczną. Dzięki temu po obserwacji odpowiedzi zauważalne są wszelkie zaburzenia, zmiany wyglądu, wartości parametrów, charakterystycznych załamków krzywych w stosunku do odpowiedzi przed rozpoczęciem manipulacji chirurgicznych. Wszystkie te odpowiedzi wskazują na wpływ działania chirurgicznego na stan neurofizjologiczny pacjenta.