Mit dieser Untersuchung ist es möglich, die Funktion der Sehbahn vom Auge bis zur Sehrinde zu überprüfen. In der inneren Schicht der Netzhaut liegen die Ganglienzellen, deren Zellfortsätze den Sehnerven und damit die Verbindung zum Gehirn bilden. Im Gehirn werden die visuellen Informationen über weitere Nervenbahnen von der ersten Schaltstelle der Sehbahn im Gehirn bis zur Sehrinde im Großhirn weitergeleitet. Die Sehrinde liegt im Gehirn genau entgegengesetzt den Augen direkt unter dem Knochen des Hinterkopfes.

Das VEP ist eigentlich eine spezielle Form der Messung von Hirnströmen, wie sie auch beim EEG stattfinden. Das VEP beschränkt sich aber nur auf die Messung von Hirnströmen der Sehrinde bei gleichzeitiger gezielter Reizung der Augen. Da die Informationen beider Augen in derselben Sehrinde ankommen, müssen bei Ableitung des VEP beide Augen getrennt untersucht werden. Als Reize für das Auge können Helligkeitsreize (Lichtblitze) oder Musterreize (Schachbrettmuster) verwendet werden. In der Regel wird beim VEP ein Schachbrettmuster aus schwarzen und weißen Feldern verwendet, das auf einem Computermonitor dargeboten wird. Der Musterwechsel erfolgt so, dass zeitgleich die schwarzen Feldern weiß und die weißen Felder umgekehrt schwarz werden, das Licht vom Monitor bleibt dabei jedoch gleich hell, da gleich viele Fläche entweder weiß oder schwarz bleibt. Insofern ist die Helligkeit für die Auslösung der Reizantwort nicht wichtig, sondern nur der Musterwechsel. Damit das Muster gut erkannt werden kann, muss die Messung des VEP mit normalen nicht weit getropften Pupillen und falls erforderlich unter Verwendung einer optimalen Brillenkorrektur erfolgen. Bei dieser Untersuchung werden Oberflächenelektroden an der Stirn und über der Sehrinde am Hinterkopf angelegt. Der Untersuchte muss einen Punkt in der Mitte des Musterfeldes fixieren. Insgesamt werden ca. 100 Messungen hintereinander abgeleitet, die dann vom Computer miteinander verrechnet werden. Diese Mittelung der abgeleiteten Einzelantworten ist erforderlich, weil die normale Hirnaktivität während der Messung stört. Somit werden die Störungen unterdrückt und die Reizantworten von der Sehrinde herausgefiltert. Es werden mehrere Mustergrößen (meist 2-3) während der Untersuchung verwendet, für jedes Muster erhält man eine Reizkurve, deren wichtigstes Kennzeichen eine nach unten gerichtete positive Welle nach ca. 100 ms ist, die sog. P 100-Komponente. Bei Erkrankungen kann die Zeitdauer des Auftretens dieser P 100-Komponente verzögert sein, die Höhe vermindert sein oder die Reizantwort fehlt ganz. Die Untersuchung dauert mit Vorbereitung ca. 15-20 Minuten. Alle Schädigungen des Sehnerven und der gesamten Sehbahn im Gehirn können Veränderungen im VEP zeigen, mit dem VEP wird aber auch die Funktion der Makula gemessen. Insofern zeigen  Erkrankungen, die die Makula betreffen, auch Veränderungen im VEP.