心电图与心肌动作电位之间的关系相当复杂，尽管两者在概念和表现上有所不同。心肌细胞的动作电位描述的是单个细胞膜电位的变化，而心电图则是众多心肌细胞协同工作时产生的功能性电位变化，反映了心脏整体的电活动。这种变化随着心脏的收缩和舒张过程而起伏，因此，单个细胞的动作电位和心电图各波形之间存在着对应关系。
以心室为例，心室肌细胞的兴奋过程在心电图上表现为QRS复合波。这个波形的时程并非单个细胞动作电位的“0”期（升支）的直接复制，因为心室不同部位的细胞去极化时间有所差异，导致QRS波长于“0”期。尽管如此，它们的时间长度在总体上还是保持了一定的对应性。
复极化阶段，单个心室肌细胞的第“2”期对应心电图的S－T段。当心肌细胞进入快速复极化，也就是我们所说的第3期时，心电图上则显示出T波。因此，尽管心电图的波形是由大量心肌细胞的活动综合而成，但它仍能反映出单个细胞电位活动的某些关键特征。
心电图指的是心脏在每个心动周期中，由起搏点、心房、心室相继兴奋，伴随着心电图生物电的变化，通过心电描记器从体表引出多种形式的电位变化的图形（简称ECG）。心电图是心脏兴奋的发生、传播及恢复过程的客观指标。