Les potentiels évoqués auditifs recherchent une réponse électrophysiologique spontanée des voies auditives menant au cerveau lors de l'exposition à des bruits d'intensité variable. L'enregistrement des PEA se fait avec des électrodes placées à des endroits précis sur le crâne, notamment sur la mastoïde et au niveau du front
. Les résultats enregistrés sont représentés par une courbe
. Cet enregistrement requiert donc une instrumentation complexe. Ce test a l'avantage de ne pas nécessiter la collaboration du patient et peut donc se faire chez des nouveaux-nés. Son interprétation est néanmoins difficile et demande beaucoup d'expérience.
L'enregistrement des PEA est surtout utilisé pour confirmer, infirmer ou préciser une surdité chez les enfants en bas âge ; et aussi pour mettre en évidence certaines lésions du nerf auditif et des voies auditives.