La detección de mentiras supone que cuando un individuo experimenta aprensión, miedo o excitación emocional, su frecuencia respiratoria, frecuencia cardíaca y resistencia galvánica de la piel aumentan drásticamente. Un instrumento poligráfico registra los cambios mientras un examinador capacitado interroga al individuo.

Las pruebas de polígrafo se basan en el seguimiento de instrumentos mecánicos o computarizados de las respuestas fisiológicas del cliente a las preguntas de la prueba. Estas respuestas aparecen como reacciones fisiológicas al procesamiento psicológico de las preguntas del examen. Los tipos específicos de reacciones psicofisiológicas a la mentira en humanos se han estudiado durante muchos siglos y han sido científicamente probados.

El instrumento poligráfico registra los cambios en la respiración de una persona, la actividad eléctrica de la piel, la presión arterial y los cambios en la frecuencia cardíaca, así como los cambios en la cantidad de sangre periférica (por ejemplo,  yemas de los dedos ), todo lo cual refleja las reacciones fisiológicas del cliente a las preguntas de la prueba.

Las preguntas del examen las formulan cuidadosamente el examinador junto con el examinado en función del tema en cuestión. Las preguntas se explican detalladamente al examinado y nunca son una "sorpresa". Todas las preguntas se discuten y acuerdan antes de que comience la prueba.