Poligraf jest precyzyjnym urządzeniem rejestrującym niewolicjonalne, kontrolowane przez autonomiczny układ nerwowy zmiany w reakcjach fizjologicznych organizmu ludzkiego, takie jak oddech, względne zmiany ciśnienia krwi, tętna, aktywność elektrodermalna skóry, zmiany objętości naczyń krwionośnych oraz aktywność motoryczna.
O ile odpowiedzi udzielane przez osobę badaną w trakcie testu są świadome i przemyślane, o tyle wyżej wymienione reakcje fizjologiczne organizmu są już nazwane w kodeksie postępowania karnego jako „nieświadome”.

W wyniku analizy zarejestrowanych danych otrzymujemy obiektywną informację czy sposób reagowania osoby badanej na zaprezentowane bodźce odnoszące się do wiedzy lub ewentualnego związku z określonym zdarzeniem jest typowy dla osób odpowiadających szczerze lub nieszczerze na tego rodzaju pytania lub typowy dla osób, które rozpoznają określone szczegóły związane z krytycznym zdarzeniem lub ich nie rozpoznają, co pozwala stwierdzić występowanie śladów pamięciowych dla danego zdarzenia.
Bodźcem testowym jest zazwyczaj postawione pytanie wraz z odpowiedzią udzielaną przez osobę badaną. Oprócz pytań wykorzystuje się również fotografie w celu rozpoznania istotnego szczegółu, przedmiotu lub wizerunku osoby lub charakterystyczne dźwięki związane z miejscem zdarzenia, które pozwolą stwierdzić czy dana osoba ma związek z określonym zdarzeniem.

Zastosowanie odpowiedniej metody badawczej i systemu analizy danych pozwala na uzyskanie nawet 95% dokładności. Metodologia badań poligraficznych jest współcześnie na tyle rozwinięta, iż pozwala liczbowo określić jaką pewność można przypisać określonej wersji będącej wynikiem analizy danych. Niewątpliwie wzmacnia to dodatkowo późniejszą wartość dowodową danego wyniku.
Obecnie badania poligraficzne są najlepiej przebadaną, przeanalizowaną i sprawdzoną metodą identyfikacji kryminalistycznej, w odróżnieniu od wielu innych akceptowanych metod identyfikacji. Średnia dokładność wszystkich metod badawczych to 86% (dla porównania badania medyczne 86%, badania psychologiczne 70%), przy zgodności między ekspertami na poziomie 91% (lekarze 81%, psychologowie 88%). 

Komfort zleceniodawcy i osoby poddanej badaniu to priorytet. Niezależność i profesjonalizm certyfikowanego eksperta jest gwarancją dyskrecji oraz bezpieczeństwa, zatem przekazane informacje i wykonane w sprawie działania traktowane są z zachowaniem poufności.

W ramach konsultacji omawiany jest problem, który zleceniodawca chce rozwiązać. Na tym etapie ustalane są istotne dla sprawy zagadnienia.
Osoba badana powiadomiona jest co najmniej 24 godziny wcześniej o planowanym terminie badania. Wymagana jest zgoda osoby badanej na przeprowadzenie badania. W trakcie badania w pomieszczeniu przebywa tylko poligrafer i osoba badana (wyjątki). Osoba badana może również w każdej chwili żądać przerwania badania.
W przypadku badań dowodowych badanie obligatoryjnie rejestrowane jest audiowizualnie natomiast w pozostałych sprawach jest to element fakultatywny.
W dniu badania poligrafer zapoznaje osobę badaną z celem badania, procedurami i wyjaśnia zasadę działania poligrafu oraz istotę badania. Następnie prowadzony jest wywiad przedtestowy, w którym poruszane są kwestie biograficzno-zdrowotne badanego, istotne w kontekście przeprowadzanego badania oraz swobodna rozmowa dotycząca meritum sprawy. Badany poznaje treść pytań, w związku z czym w trakcie testów nie wprowadza się zmian i elementów z zaskoczenia. Po umieszczeniu komponentów pomiarowych na ciele badanego wykonywany jest test demonstracyjny, celem którego jest wprowadzenie badanego w procedury określonego postępowania, a następnie przeprowadzane są testy zasadnicze.
Opinię z przeprowadzonej ekspertyzy (pisemną lub w formie elektronicznej) zleceniodawca otrzymuje w ustalonym terminie. 

Poligrafu jako instrumentu pomiarowego oszukać nie można, ponieważ rejestruje dane fizjologiczne w czasie rzeczywistym. Człowiek nie jest w stanie wybiórczo kontrolować zmian w reakcjach fizjologicznych zderzając się z bodźcem testowym jakim jest np. postawione pytanie.
Nowoczesny poligraf cyfrowy, wyposażony w czujniki aktywności motorycznej (na siedzisku oraz dodatkowo na oparciach rąk i pod stopami) wraz ze specjalistyczną wiedzą z zakresu przeciwdziałania środkom zaradczym daje możliwości wykrycia manipulacji w trakcie badania.
Osoba badana wyrażając zgodę na poddanie się procedurze jest zobligowana do postępowania zgodnie z instrukcjami przekazywanymi przez biegłego, co za tym idzie również odpowiada za przebieg badania. Próby zakłócania pomiarów przez osobę badaną wpływają niekorzystnie na wynik końcowy. Badanie natychmiast zostaje przerywane, a zleceniodawca otrzymuje informację o braku współpracy ze strony osoby badanej. 

Obawy w związku z pomówieniem, niedogodności z tym związane, zeznawanie w sprawie, która angażuje emocjonalnie osobę badaną mogą powodować stres u większości osób. Poligraf nie jest miernikiem stresu sensu stricto i nie jest to badanie reakcji stricte emocjonalnych. Na szczęście nie wywołuje to takich istotnych reakcji, które poszukiwane są na wykresach.
Do wystąpienia takich znaczących zmian w reakcjach fizjologicznych w kontekście odpowiednio ułożonych testów musi jeszcze zaistnieć kilka czynników związanych przede wszystkim z posiadaniem śladów pamięciowych oraz procesami uwagi, obciążeniem kognitywnym, uwarunkowaniem behawioralnym i dysonansem poznawczym.

Biegły posiadający odpowiednie zaplecze merytoryczne rozwieje wszelkie obawy i skrupulatnie wyjaśni na czym polega istota badań poligraficznych. 

Uwzględniając najwyższą jakość świadczonych ekspertyz, warunki współpracy zostają omówione przed przystąpieniem do badania.
Wynagrodzenie ustalane jest indywidualnie, ponieważ zależy od charakteru badania i złożoności sprawy. Dzięki temu klient ma możliwość zaprojektowania wydatków bez nakładania późniejszych, dodatkowych kosztów.