Podstawowym badaniem, które służy rozpoznaniu migotania przedsionków, jest badanie elektrokardiograficzne, w skrócie EKG. Umożliwia ono zarejestrowanie czynności elektrycznej serca, ilustrując rytm, w jakim są pobudzane elektrycznie poszczególne elementy serca. Dlatego EKG ma szerokie zastosowanie w rozpoznawaniu różnych chorób serca, w tym zaburzeń rytmu. Jeśli EKG zostanie wykonane w trakcie migotania przedsionków, lekarz może z dużą łatwością rozpoznać tę arytmię.