Ohne jetzt näher auf neuroanantomische und -physiologische Grundlagen einzugehen:

Die neuronalen Schaltkreise zur Verrechnung von Sinneseindrücken (Gleichgewicht, Gesichtssinn, Tonus von Muskeln und Sehnen usw.) und zur Erzeugung geeigneter reflektorischer motorischer Reaktionen (z.B. Bewegung der Augäpfel, Änderung des Muskeltonus) befinden sich im entwicklungsgeschichtlich sehr alten Bereich des Hirnstammes.

Hier laufen in besonderem Maße heuristische Programme ab (sozusagen abkürzende Programme, die sehr schnell arbeiten und auf die Gesamtheit aller Informationen, insbesondere denen des Bewußtseins, verzichten), die im Laufe der Evolution an bestimmte, häufig vorkommende Wahrnehmungsbereiche angepasst sind und deren Output gerade dann durch unser Bewusstsein wahrgenommen werden, wenn diese Bereiche verlassen werden, also z.B. wenn der Körper extremen Beschleunigungen wie beim Achterbahnfahren ausgesetzt ist, oder auch, wenn die visuellen Eindrücke mit denen der Gleichgewichtssensorik nicht im evolutionär "gewohnten" Einklang stehen.

Dabei entstehen dann körperliche, emotionale und psychische Reaktionen wie Übelkeit, Krankheitsgefühl, deren Bedeutung in der frühen Entwicklungsgeschichte des Menschen zu suchen sind.

Wenn man vom gesunden Zustand ausgeht, gibt es eine Reihe von Kriterien qualitativer als auch quantitativer Art zur Beurteilung eines EKGs, die erfüllt sein müssen, um Ihn von pathologischen Zuständen abgrenzen.

Das gilt für den Verlauf während eines Herzschages als auch die Regelmässigkeit vieler Herzschläge. Je nachdem, welche Fragestellung der Untersuchung zugrunde liegt, wählt man zwischen unterschiedlichen Ableitungen, die sich in Zahl und relativer Position der Elektroden zum Herzen unterscheiden.

Die Linien, die man auf dem Gerät in der Intensiv-Abteilung eines Krankenhauses sieht, ergibt sich aus einer Ableitung mit drei Elektroden, die hauptsächlich die Herzrhythmik überwacht, während die Linien auf dem Millimeterpapier auf einer Ableitung basiert, die auch die Beurteilung von Veränderungen  zulässt, die sich während eines Herzschlages ergeben.

So typisiert man den Linienverlauf eines Schlagzyklus durch Wellen (p-, q-, r-, s-, t-Wellen), die einer bestimmten Phase der Erregungs- und damit auch Kontraktionsausbreitung während des Herzschlages entsprechen. Da die Elektroden räumlich definiert die elektrischen Felder messen, die sich vom Ort der Erregung im Herzen in Richtung der Elektroden bewegen, erhält man ein Signal, das über Stärke (entspricht der Menge der kontrahierenden Muskelzellen), Richtung und Geschwindigkeit der Erregungsausbreitung Auskunft gibt.

Allerdings sind schon rein anatomisch nicht alle gesunden Menschen gleich, und so können z.B. anatomische Normvarianten Signale erzeugen, die bei anderer (gesunder) Anatomie als pathologisch zu beurteilen wären, so dass man bei der Beurteilung des EKGs zur Abgrenzung von gesund und krank viele Kriterien ausserhalb des eigentlichen EKG-Signals heranziehen muss.