La polysomnographie est l’examen principal du centre de médecine de sommeil. Il permet d’étudier différentes paramètres au cours du sommeil.
L'électroencéphalogramme, l'électrooculogramme, et l'électromyogramme du menton informent sur les stades de sommeil. L'électrocardiogramme mesure le rythme cardiaque. L'électromyogramme des muscles jambiers antérieurs détecte la présence de mouvements périodiques des jambes, leur nature, leur fréquence, leur rythmicité et leur durée. Le flux respiratoire, les mouvements thoraciques et abdominaux et le ronflement renseignent sur la respiration.
Pour réaliser cet examen, le patient doit passer une, voire deux nuits au centre afin d'obtenir ces données.