Defibrylacja elektryczna polega na jednoczesnym zatrzymaniu czynności elektrycznej wszystkich komórek mięśnia serca, pracującego w sposób nieskoordynowany. Można to osiągnąć stosując z zewnątrz przez klatkę piersiową, przy użyciu specjalnych elektrod, krótkotrwały (2 ms), silny impuls prądu stałego drogą rozładowania kondensatora. Zatrzymanie serca pozwala podjąć pracę ośrodkowi, który normalnie najszybciej wyzwala impulsy elektryczne, tj. węzłowi zatokowo-przedsionkowemu, wyzwalającemu prawidłowy rytm zatokowy.
Można też defibrylować serce w czasie jego operacji przy otwartej klatce piersiowej, używając prądu o znacznie mniejszej mocy.
W ostatnich latach opracowano defibrylator wewnętrzny umieszczany na końcu elektrody, którą przez żyłę można wprowadzić do serca. Wystarczy wtedy niewielka moc prądu. Jest to istotne przy nawracającym migotaniu komór i częstych defibrylacjach.