Das Herz besitzt zwei Typen von Herzmuskelzellen(-fasern), Zellen, die Impulse bilden und weiterleiten, sowie Zellen, die solche Impulse mit einer Verkürzung (Kontraktion) beantworten; letztere stellen die Arbeitsmuskulatur des Herzens, das Myokard, dar. Die Reiz-(Impuls)-bildung geschieht, im Gegensatz zum Skelettmuskel, innerhalb des Organs: Autorhythmie oder Autonomie des Herzens.
Das Myokard der Herzkammer ist funktionell ein Synzytium, das bedeutet, die Zellen sind nicht gegeneinander isoliert. Ein Reiz, der irgendwo in den Ventrikeln entsteht, führt dadurch immer zur vollständigen Kontraktion beider Kammern. Ähnliches gilt für die Vorhöfe. Die Erregung des Herzens erfolgt durch den Sinusknoten (Nodus sinuatrialis), dieser ist der physiologische Schrittmacher des Herzens. Die Erregung bereitet sich von dort auf beide Vorhöfe und den Atrioventrikularknoten (AV-Knoten) aus und gelangt über das Hissche-Bündel (Truncus fasciculi atrioventricularis) mit seinen beiden (Tawara-)Schenkeln zu den Punkinjeschen Fäden, die die Erregung auf das Kammermyokard übertragen. In ihm breitet sich der Reiz von innen nach außen und von der Spitze zur Basis aus, was mit Hilfe des EKG verfolgt werden kann. Das Zellpotenzial beinhaltet im Erregungsbildung- und -leitungssystem des Herzens kein konstantes Ruhepotenzial, sondern steigt nach jeder Repolarisation.

Jedes Aktionspotenzial im Sinusknoten löst einen Herzschlag aus, d.h., die Impulsfrequenz dieses Schrittmachers bestimmt die Schlagfrequenz. Die führende Rolle des Sinusknotens bei der normalen Herzerregung kommt dadurch zustande, dass die tiefer liegenden Teile des Erregubgsbildungs- und -leitungssystem im Herzen eine langsamere Schrittmacherfrequenz als der Sinusknoten haben, so dass die Erregung von dort eintrifft, bevor die spontane Depolarisierung der tieferen Teile deren eigenes Schwellenpotenzial erreichet. Bedingt durch seine Autonomie, kann das Herz zwar auch ohne äußere Nervenversorgung schlagen, doch ist eine Anpassung der Herztätigkeit an wechselnden Bedarf des Organismus großteils an intakte Herznerven gebunden.

Die Erregung startet und kontrolliert die Kontarktion des Herzens. Sioe entsteht durch Automatie im Sinusknoten im rechten Vorhof und breitet sich über das Erregungsleitungssystem durch das Arbeitsmyokard aus. Dabei folgt sie einem festen räumlichen Muster und zeigt entsprechend der De- und Polarisation des Aktionspotenzials Ausbreitung und Rückbildung.

Der Weg der Erregungsausbreitung verläuft vom Sinusknoten (1) als Automatiezentrum über das Vorhofmyokard (2) zum AV-Knoten (3) als einzigem Leitungsweg in die Kammern, von wo sie das Septum (4) von links nach rechts erfasst. Die Kammerwände werden spitzenwärts erregt (5), und zuletzt wird die Kammerbasis (6) ergriffen. Nach vollständiger Aktivität der Kammern (7) läuft die Rückbildung der Erregung ab. Sie beginnt an der Spitze (8).
Die Vorhöfe repolarisieren während der Kammererregung. Depolarisiertes Myokard ist gegenüber ruhendem elektrisch negativ. So entsteht bei der Erregung des Herzens ein dipolartiges Spannungsgefälle (Pfeil), welches mit dem Erregungsablauf wandert. Es projiziert sich an die Körperoberfläche als Dipolfolge, die Zacken und Strecken des Elektrokardiogramms (EKG) darstellen:
die Vorhofsaktivierung als P-Zacke, die AV-Überleitung als PQ-Strecke, die Kammererregung als QRS-Gruppe, die aktivierte Kammer als ST-Strecke und die Kammerpolarisation als T-Zacke.

Die Ableitung des EKG zeichnet also die Herzerregung auf und besitzt diagnostischen Wert. Kennzeichnend sind die Wellenabläufe der Zacken und ihre Zeitdauer. Das Elektrokardiogramm, die Herzspannungskurve, ist die Registrierung der Summe der elektrischen Aktivitäten aller Herzmuskelfasern. Jeder Pumpfunktion des Herzens geht eine elektrische Erregung voraus, die im Normalfall vom Sinusknoten ausgeht und über das herzeigene Erregungsleitungssystem zu den Muskelzellen läuft. Es resultiert ein immer wiederkehrendes Bild der elektrischen Herzaktion. Es lassen sich vielfältige Aussagen zu Eigenschaften und Erkrankungen des Herzens treffen, z.B. werden Herzfrequenz, Herzrhythmus und der Lagetyp (elektrische Herzachse) bestimmt und die elektrische Aktivität von Herzvorhöfen und Herzkammern könen abgelesen werden. Für die Diagnostik von Herzrhythmusstörungen wie Extraschlägen (Extrasystolen) und Störungen der Erregungsleitung und -ausbreitung (Schenkelblock und AV-Block) ist das EKG ebenso unverzichtbar wie zur Erkennung eines Herzinfarktes. Das EKG kann auch Hinweise auf eine Verdickung der Herzwand (Hypertrophie des Myokards), eine abnorme Belastung des rechten oder linken Herzens, Entzündungen von Herzbeutel (Perikarditis) oder Herzmuskel (Myokarditis) sowie Elektrolytstörungen und unerwünschte Arzneimittelwirkungen liefern.

Als Ableitungspunkte des EKG dienen die Standardableitungen von Gliedmaße und die Brustwandableitungen von der Thoraxwand.