Serve para investigar possíveis distúrbios do sono. Geralmente é solicitado quando há sintomas como sonolência diurna excessiva, distúrbios respiratórios como roncos e apneia, alterações do ritmo cardíaco e síndrome das pernas inquietas.

A Polissonografia também flagra doenças como insônia, sonambulismo, bruxismo, terror noturno, narcolepsia e pode ser útil até no diagnóstico de fibromialgia.