Современный полиграф работает на принципе определения и фиксации микростресса у человека. Для измерения кровяного давления, дыхания и кожных выделений к телу человека крепятся датчики. При ложном ответе на вопрос человек не контролирует физиологические реакции организма и испытывает стресс, фиксируемый датчиками.
В настоящее время проводятся разработки полиграфов на иных принципах действия. Так 29 октября 2013 года в США зарегистрирован патент на изобретение, направленное на обнаружение признаков скрываемой информации с использованием магнитно-резонансной томографии (далее - МРТ) мозга. Одним из авторов изобретения является известный американский полиграфолог Натан Гордон.
В 2016 году американский нейрохирург Лэнглебен и профессор психологии из штата Пенсильвания Хакун опубликовали научную статью в журнале Клинической психиатрии под названием «Полиграф и функциональная магнитно-резонансная томография в детекции лжи: контролируемое слепое сравнение с использованием скры