Materialele care stau la baza unei examinări poligraf sunt diagramele poligraf. În cadrul unui test sunt recoltate 3, 4 sau 5 astfel de diagrame care conțin 6 trasee fiziologice: respirația la nivel toracic, respirația la nivel abdominal, rezistența sau conductanța electrică a pielii, tensiunea arterială brahială (la nivelul brațului stâng), pulsul și traseul de contramăsuri (monitorizează miscările voluntare și involuntare ale subiectului în timpul examinării).
Din analiza diagramelor expertul poligraf traduce reacțiile subiectului la întrebările relevante în scoruri. Scorurile pozitive reprezintă absența reacțiilor specifice comportamentului simulat iar cele negative, prezența reacțiilor specifice comportamentului simulat.
Suplimentar sunt folosiți și algoritmi de inteligență artificială pentru controlul de calitate al diagramelor, dar și pentru obținerea unui diagnostic prezumtiv într-o formă procentuală. O acuratețe estimată a examinării care depășește 98% reprezintă o diagramă validă din punct de vedere calitativ. Combinând 3, 4 sau 5 diagrame acuratețea poate crește din punct de vedere statistic.
La sfârșitul examinării expertul poligraf redactează raportul de expertiză care conține datele de identificare ale persoanei examinate, întrebările adresate în test, răspunsurile furnizate de subiect sub forma ”DA” sau ”NU” și rezultatul examinării: absența reacțiilor specifice comportamentului simulat – persoana a fost sinceră sau prezența reacțiilor specifice comportamentului simulat – persoana nu a fost sinceră.