一個用電子學一起記錄眼外肌靜止或收縮狀態下的電活動，這種動作電位的紀錄結果稱為肌電圖。當主動肌收縮的時候，肌電圖的頻率增加，參與的肌肉神經單位數增加，動作電位互相重疊，形成干擾波，眼外肌的肌電圖只能描記很少肌肉神經單位的電活動，不能描記整個肌肉的電活動。在眼外肌生理學、運動學、病理學等基礎研究領域發揮了重要作用。
常常用于檢查眼外肌神經支配是否正常，EMG可以記錄眼外肌麻痹及其恢復過程，對診斷重癥肌無力即眼外肌猥瑣有重要價值。但是，對普通共同性斜視的診斷沒有意義。
肌電圖研究發現，眼外肌不存在靜息狀態。為了維持眼外肌一定的張力，即使眼球處于一眼位、靜止狀態的時候，眼外肌的電活動也不是處于靜息狀態。只有當眼外肌超出其運動范圍、深度睡眠或深度麻醉的時候，眼外肌的電活動才完全消失。
當眼球處于原在位的時候，水平直肌的張力約12~15g，當眼球離開某一條肌肉的作用范圍，該肌肉接受的神經沖動隨之下降。當視軸運動到主動肌的作用范圍的時候，這時候，肌肉的張力提高45g左右。大角度斜視常常使肌肉發生攣縮，肌肉的張力增加;神經沖動的異常，眼外肌麻痹等因素都能夠引起肌肉收縮力量的異常。
單眼運動的時候，主動收縮的眼外肌電活動增加，其拮抗肌的電活動受到抑制，其動作電位幾乎消失。
當眼球進行掃視運動，配偶肌啟動爆發性脈沖，同時伴有拮抗肌電活動的抑制，脈沖持續時間的長短以及之后的脈沖頻率的高低，與眼球離開一眼位的角度成正比(30ms對應2.5°，150ms對應40°)。大角度的掃視運動(15°~20°)會引起第二次或第三次爆發性脈沖，借以彌補再注視過程的延遲現象。這個結論與眼電圖和眼位圖(optical recording)的研究結果相符。
肌電圖的定量分析仍然是一大難題。眼外肌的肌電圖可以分辨的較小運動范圍約為5°，在眼外肌運動生理的研究中，由于肌電圖的精確度不大，肌電圖的電極需要插入眼外肌的肌腹中，特別是斜肌，不僅存在操作的困難，也會給患者帶來一定的創傷和痛苦。這也是肌電圖眼球受到限制的一個因素。