Bei lebensbedrohlichen Herzrhythmusstörungen kreisen Erregungswellen chaotisch innerhalb der Herzmuskulatur. Hier kann ein massiver Stromstoß Abhilfe schaffen, der von außen über zwei auf dem Brustkorb aufliegende Plattenelektroden verabreicht wird. Er erregt für einen kurzen Moment alle Herzmuskelzellen gleichzeitig. Damit sind alle elektrischen und auch alle mechanischen Aktionen im Herzen gestoppt. Als erstes Reizbildungszentrum erholt sich der Sinusknoten, dessen Erregungswellen sich jetzt über das gesamte Herz ausbreiten können und somit den Herzrhythmus wieder bestimmen. Diese Elektroschock-Therapie wird als Defibrillation oder Elektrokardioversion bezeichnet. Ersterer Begriff wird in der Notfallmedizin und letzterer in der Kardiologie bevorzugt, die Technik unterscheidet sich jedoch kaum.
Defibrillation ist die Notfallmaßnahme im Rahmen der Herz-Lungen-Wiederbelebung, wenn das Herz wegen Kammerflimmerns kein Blut mehr pumpt. Hier erfolgt der Stromstoß unter Notfallbedingungen möglichst sofort.
Sind noch wirksame Aktionen der Herzkammern vorhanden, z. B. wenn Vorhofflattern oder -flimmern in einen regelmäßigen Sinusrhythmus überführt werden soll, so wird der Stromstoß bei der Elektrokardioversion für eine optimale Wirkung sorgfältig geplant und über ein Steuergerät mit den EKG-Ableitungen koordiniert.