Η εν τω βάθει εγκεφαλική διέγερση εμφυτεύει ηλεκτρόδια σε συγκεκριμένους στόχους στο βάθος του εγκεφάλου, συνδεδεμένα με γεννήτρια παλμών που τοποθετείται υποδόρια, συνήθως κοντά στην κλείδα. Η πλέον καθιερωμένη εφαρμογή της αφορά κινητικές διαταραχές -μεταξύ αυτών η νόσος Πάρκινσον, ο ιδιοπαθής τρόμος και η δυστονία- όπου η διέγερση στον κατάλληλο στόχο μπορεί να ανακουφίσει ουσιαστικά κινητικά συμπτώματα που η φαρμακευτική αγωγή από μόνη της δεν ελέγχει πλέον ικανοποιητικά.

Η τοποθέτηση των ηλεκτροδίων βασίζεται σε στερεοτακτική τεχνική -ακριβή, απεικονιστικά καθοδηγούμενη στόχευση μιας δομής μόλις λίγων χιλιοστών- ενίοτε με υποστήριξη φυσιολογικής καταγραφής κατά τη διάρκεια της επέμβασης για επιβεβαίωση του στόχου πριν την οριστική τοποθέτηση του ηλεκτροδίου. Η γεννήτρια και τα ηλεκτρόδια τοποθετούνται συνήθως σε στάδια.

Η επιλογή ασθενών και ο συγκεκριμένος στόχος εξαρτώνται από την υποκείμενη πάθηση και το ιδιαίτερο συμπτωματικό της προφίλ· οι ρυθμίσεις διέγερσης προσαρμόζονται στη συνέχεια σε επόμενες επισκέψεις, καθώς οι κατάλληλες παράμετροι βρίσκονται μέσω μετεγχειρητικού προγραμματισμού και όχι κατά τη στιγμή της επέμβασης.