Kedysi sa zmeny týchto funkcií zaznamenávali na kotúč papiera, išlo o analógové polygrafy. Dnes sa používajú digitálne prístroje a záznam ide priamo do počítača, ktorý umožňuje spracovanie digitalizovaných dát.
Polygraf sníma spravidla priebeh dýchania, tepovú frekvenciu srdca, zmeny krvného tlaku a zmeny elektrického odporu (alebo vodivosti) kože. Tá posledná funkcia má viacero výskumných názvov.
Odborníci na polygrafiu uprednostňujú názov GSR (Galvanic Skin Response), ale vo výskume sa používa aj názov bioelektrická reaktivita kože. Dýchanie sa sníma spravidla dvomi snímačmi – na bruchu a na hrudi – čo umožňuje rozlíšiť dýchanie bránicou a dýchanie svalmi hrudného koša. Krvný tlak sa sníma z manžety na nadlaktí a elektrický odpor kože zo snímačov na prstoch ruky.

.emócie a fyziologické funkcie
Funkcie, ktoré polygraf sníma, sú súčasťou emócií, ktoré človek prežíva. Podľa niektorých psychologických teórií sú dokonca ich podstatou. Emócia je subjektívnym pocitom i fyziologickým procesom súčasne. Neexistuje úzkosť, hnev či radosť bez príznakov, akými sú rozbúchané srdce, prerývaný či zrýchlený dych, chvenie či napätie tela, spotené dlane, červená či naopak zblednutá pokožka, sucho v ústach. Aj beletria či poézia, ak chce opísať citové stavy, hovorí spravidla o tom, čo sa pri tom deje s telom človeka. Medikamenty, ktoré potláčajú tieto fyziologické zmeny, potláčajú zároveň aj emócie, ktoré ich sprevádzajú.
Tie fyziologické procesy, o ktorých tu hovoríme, človek neriadi svojou vôľou, i keď do niektorých dokáže vstúpiť. Dokáže, napríklad, z vlastnej vôle dýchať rýchlejšie či zadržať dych, pretože dych je funkcia, ktorú vykonávajú svaly ovládateľné aj vôľou. Ďalšie funkcie ako tep, tlak či elektrická vodivosť kože absolútna väčšina ľudí nevie vlastnou vôľou ovplyvniť.
Tí, ktorým sa to do istej miery darí, ako napríklad jogíni, to robia pomocou predstáv, nie priamo. Tieto funkcie sú totiž regulované autonómnym nervovým systémom, ktorý má dve komplementárne časti – parasympatikus a sympatikus. Parasympatický nervový systém je zdrojom pokoja – slúži metabolizmu, regenerácii a tvorbe telesných rezerv. Nervus vagus, ktorý je jeho súčasťou, spomaľuje napríklad tepovú frekvenciu srdca (preto prudký úder na niektorý jeho uzol ako plexus solaris či plexus caroticus dokáže zastaviť srdce a spôsobiť smrť). Protiváhou parasympatiku je sympatický nervový systém. Ten svojou aktivitou zvyšuje výkon organizmu a uplatňuje sa napríklad pri útočnej či únikovej aktivite a veľkej námahe.
S aktivitou parasympatiku a sympatiku súvisí aj sekrécia adrenalínu a noradrenalínu, čo sú látky, ktoré sú súčasťou regulácie tepovej frekvencie, tlaku či potivosti. Aktivita sympatiku priamo reguluje činnosť potničiek a zmeny ich aktivity zaznamenáva práve snímanie elektrickej vodivosti kože. Napríklad úzkosť či strach znamená zvýšenú aktivitu sympatiku.
Fluktuácie elektrickej vodivosti kože sú potom priamym dôsledkom fluktuácií aktivity sympatiku, a preto je toto meranie vysoko citlivé na emócie. Je však zároveň nešpecifické – prejaví sa rovnako nával strachu, nával hnevu či prekvapenie. Moderné polygrafy snímajú oddelene dýchacie pohyby hrudníka a brucha. Významne to zvyšuje diagnostickú hodnotu merania, keďže experimentálne štúdie ukazujú, že práve pomer medzi hrudným a bránicovým dýchaním je citlivým indikátorom stresu a emocionálnych zmien (mužské a ženské dýchanie sa v týchto ukazovateľoch spravidla odlišuje).
Pri vyhodnocovaní polygrafických záznamov nie je dôležitá iba veľkosť zmeny (zrýchlenie tepu, zmena vodivosti kože), ale aj jemnejšie miery ako čas od podnetu do nástupu reakcie, v prípade vodivosti kože aj strmosť zmeny a tiež čas, za ktorý sa aktivita vráti na pôvodnú hodnotu. Matematicky sa vyhodnocujú aj komplexné vzťahy medzi zmenami jednotlivých snímaných funkcií.

.emócie, pravda a lož
Používanie snímania fyziologických funkcií ako prostriedku na odhalenie lžimá už takmer storočnú históriu. Samozrejme, že sa za ten čas dramaticky zmenili používané technológie. Základným východiskom je však stále vzťah medzi fyziologickými funkciami a emóciami a empirický fakt, že absolútna väčšina ľudí nedokáže klamať o dôležitej veci bez toho, aby ich telo zareagovalo. Aj u najodolnejších ľudí vyvolá vedomie, že práve klamú, aspoň stopovú či podprahovú emóciu, a teda aj istú zaznamenateľnú zmenu fyziologických funkcií, ktoré polygraf sníma.
Polygraf teda nesníma lož či pravdu, ale fluktuácie fyziologických funkcií, ktoré sprevádzajú emócie z toho, či človek klame, alebo hovorí pravdu. Skúsenosť psychofyziológov, ktorí sa zaoberali vzťahom medzi fyziologickými funkciami a emóciami, hovorí, že sú naozaj citlivými a vôľou iba minimálne ovplyvniteľnými indikátormi citových stavov.
Polygrafické merania i možnosti ich matematickej analýzy sa po čas uplynulého desaťročia výrazne zlepšili. Výpočtová technika napríklad umožnila porovnávať namerané krivky s knižnicou tisícov iných reálnych meraní, v ktorej sú systematicky uložené polygrafické dáta osôb, u ktorých bolo overené, či pri polygrafickom teste klamali, alebo hovorili pravdu.
Polygraf je však zmysluplným nástrojom iba v rukách dôkladne vyškoleného a skúseného analytika, ktorý dokáže možnosti modernej techniky využiť a súčasne interpretuje výsledky kriticky, s vedomím ich obmedzení. Samotné testovanie je kladením otázok, na ktoré má testovaná osoba odpovedať iba áno či nie. Otázok je spravidla asi desať a relevantné sú medzi nimi iba tri či štyri. Zvyšné otázky slúžia na to, aby sa mohol porovnať záznam fyziologických funkcií pri týchto a „skutočných“ otázkach. Všetky otázky pozná testovaná osoba vopred, polygrafista sa nesnaží testovanú osobu prekvapiť nečakanou otázkou. Nečakaná otázka môže totiž „rozhádzať“ fyziologické funkcie viac než vlastné vedomie lživej odpovede.

.kritika a snaha o oklamanie
Spor o výpovednú hodnotu polygrafických skúšok sa vedie už od počiatku ich používania. Vedecká komunita má vždy a vo všetkom tendenciu ku skeptickým postojom, ale diskutuje predovšetkým o štatistickej miere spoľahlivosti. Rôznia sa aj názory na prípustnosť polygrafických dôkazov pred súdom. V roku 1983 vypracoval správu o polygrafiiÚrad pre hodnotenie technológií pri americkom Kongrese a nedospel k jednoznačnému zhodnoteniu jej validity, najmä pre rôznorodosť metód a výskumov. Hodnotenie uzavrel tak, že posudzovať možno vždy iba špecifický prípad a špecifickú metódu.
Jednou z pripomienok je, že existujú ľudia, ktorí polygraf oklamú. Sú to však najmä ľudia s patologickým profilom, napríklad citovo chladní psychopati, a tí tvoria iba promile testovaných osôb.
Veľmi často sa spomína aj sovietsky špión Aldrich Ames, ktorý pracoval v CIA a opakovane oklamal polygraf. No stalo sa to pred štyridsiatimi rokmi, keď boli prístroje na podstatne nižšej úrovni. Navyše, špióni mávajú špeciálnu prípravu aj v tomto smere. V skutočnosti je ľudí, ktorí dokážu oklamať polygraf, extrémne málo. Častejšie sa môže stať, že polygraf označí za podvádzajúceho človeka, ktorý hovorí pravdu (ak je ten človek labilný a neurotický, alebo má silnú úzkosť), než to, že sa podarí niekomu oklamať polygraf. Ľudia z bezpečnostných zložiek, ktorí si nemôžu dovoliť luxus neistoty, potvrdzujú, že polygraf v rukách odborníka funguje veľmi presvedčivo.
Pozitívne praktické skúsenosti s polygrafiou vedú vládne agentúry v USA ako FBI, CIA a Národnú bezpečnostnú agentúru, ale i kriminálnu políciu a banky k čoraz rozsiahlejšiemu využívaniu polygrafu. Súvisí to s technologickým pokrokom a použitím počítačových analýz, ale aj s potrebou boja proti terorizmu. Polygraf používajú bezpečnsotné zložky stále častejšie aj v Európe.