Τα ηλεκτρόδια τοποθετούνται στο τριχωτό της κεφαλής χρησιμοποιώντας ένα αγώγιμο τζελ για τη μέτρηση της ηλεκτρικής δραστηριότητας στον εγκέφαλο (εγκεφαλικά κύματα) και τη μεταδίδουν σε υπολογιστή για ανάλυση. Αυτά τα εγκεφαλικά κύματα ταξινομούνται σε διαφορετικούς τύπους με βάση τη συχνότητά τους, όπως: (δ, θ, α, β, ,γ).  Με αυτό το τρόπο εντοπίζονται περιοχές όπου η ηλεκτρική δραστηριότητα του εγκεφάλου μπορεί να είναι ακανόνιστη, όπως σε περιπτώσεις άγχους, ΔΕΠΥ, κατάθλιψης ή άλλων προβλημάτων ψυχικής υγείας.

Κατά τη διάρκεια μιας συνεδρίας νευροανάδρασης, συνήθως ζητείται από το άτομο να χαλαρώσει και να εστιάσει ενώ συμμετέχει σε μια εργασία, όπως η παρακολούθηση μιας ταινίας, το παιχνίδι ενός βιντεοπαιχνιδιού ή απλά κάθεται ήσυχο. Η ανατροφοδότηση παρουσιάζεται συνήθως οπτικά ή ακουστικά σε μια οθόνη υπολογιστή ή μέσω ακουστικών.

Καθώς το άτομο βιώνει την ανατροφοδότηση, αρχίζει να μαθαίνει πώς να τροποποιεί τη δραστηριότητα του εγκεφάλου του για να επιτύχει πιο βέλτιστα μοτίβα. Με τον καιρό, ο εγκέφαλος μαθαίνει να αυτορυθμίζεται, αυξάνοντας τη συχνότητα των επιθυμητών εγκεφαλικών κυμάτων. Για παράδειγμα, εάν κάποιος παλεύει με άγχος (συχνά σχετίζεται με υπερβολικά κύματα βήτα υψηλής συχνότητας)  η νευροανάδραση μπορεί να τον εκπαιδεύσει να παράγει περισσότερα κύματα άλφα, που σχετίζονται με μια χαλαρή, ήρεμη κατάσταση.  Αλλοτε ο στόχος μπορεί να είναι τα κύματα βήτα για εστίαση ή και μειώνοντας τα ανεπιθύμητα (π.χ. κύματα θήτα που σχετίζονται με απροσεξία ή βαθύ ύπνο).

Μια τυπική συνεδρία διαρκεί από 20 έως 45 λεπτά,  ανάλογα με τις ανάγκες του ατόμου και τον τύπο της νευροανάδρασης που εκτελείται. 

Γενικά απαιτούνται πολλαπλές συνεδρίες για να πραγματοποιηθούν σημαντικές αλλαγές.  Τυπικά μετά την  20η συνεδρία γίνεται επαναξιολόγηση και αποφασίζεται η  πορεία της εκπαίδευσης και οι απαραίτητες προσαρμογές στα πρωτόκολλα εκπαίδευσης.

Καθώς η νευροανάδραση είναι μια μορφή εκπαίδευσης του εγκεφάλου, τα αποτελέσματα μπορεί να διαφέρουν. Μερικά άτομα βιώνουν βελτιώσεις μετά από λίγες μόνο συνεδρίες, ενώ άλλα μπορεί να χρειαστούν περισσότερο χρόνο. Η συνεπής πρακτική με την πάροδο του χρόνου μπορεί να βοηθήσει στη σταθεροποίηση της ικανότητας του εγκεφάλου να αυτορυθμίζεται, οδηγώντας σε μακροπρόθεσμες βελτιώσεις στη γνωστική και συναισθηματική λειτουργία.