1. 物理學原理 人體各組織結構導電性不同，各種體液包括血液的導電性最好。在頭顱兩個部位之間施加微弱的高頻電流，根據歐姆定律和容積導電的原理，觀察兩個檢測電極之間電流或電壓變化，可以了解該檢測部位電場范圍內血液流體動力學的瞬時情況，即腦血流圖是心動周期引起腦血管容積變化所致的電阻變化與時間的函數曲線。
2. 生理學原理 當心臟收縮時，組織中血管擴張，血流量增加，導電率增高，位阻減小；當心臟舒張時， 組織中血管收縮，導電率降低，阻抗增大，若向組織中通以適當頻率的交流電，則可從組織中檢測出隨血流量的變化而變化的組織導電率或阻抗的變化，并描記出圖形，就可以觀察到血流變化的情況，進而判斷腦血管的功能狀態。由血液流體動力學原理可知，腦血流圖與心臟活動（流入量）密切相關，反映血管緊張度與彈性的變化，受外周阻力（中、小動脈及微動脈口徑）和血液黏度（流體性質）的影響 。