tDCS یا تحریک فراجمجمه ای با جریان مستقیم، متشکل از جریان های کوچک ۱ تا ۲ میلی آمپر است، این جریان های مستقیم و ثابت به مغز فرصت تطبیق داده و مقاومت قشر را کاهش می دهد. این در صورتی است که جریان مورد استفاده در الکتروشوک درمانی (ECT) بین ۶۰۰ تا ۱۰۰۰ میلی آمپر متغیر است. این جریان کوتاه و قدرتمند شکل موجی دارد و شبیه جریان متناوب (AC) است. مغز نمی تواند خود را با تحریک در ECT تطبیق دهد و حمله تشنجی ایجاد می شود. ECT منجر به تشنج گراندمال می شود و باید تحت بیهوشی عمومی انجام شود. برای از بین بردن افسردگی شدید، چندین روش ECT مورد نیاز است (۶ تا ۲۰ درمان). ECT عوارض جانبی قابل توجهی را ایجاد می کند، از جمله از دست دادن حافظه و گیجی. این روش فقط برای بیماران مبتلا به افسردگی شدید و مقاوم به درمان استفاده می شود. ECT با تاثیر بر تمام واسطه های شیمیایی و سیستم های سروتونرژیک و دوپامینرژیک باعث تنظیم ورود موادی مانند کلسیم به داخل نورون ها می شود.

به دلیل لزوم بیهوشی در درمان ECT، این روش حتما باید در بیمارستان ها یا کلینیک های مجهز به وسایل اورژانسی احیا قلبی و ریه (CPR)، دستگاه اکسیژن و با حضور متخصصین بیهوشی و روانپزشکی انجام شود؛ در صورتی که درمان با تحریک الکتریکی فراجمجمه ای (tES) تنها توسط یک دستگاه کوچک و یک متخصص آموزش دیده می تواند به کار رود.  

جریان الکتریکی وارده به مغز توسط ECT باعث تحریک سلول های عصبی شده و حالت تشنج ایجاد می کند؛ در حالی که تاثیر تحریک الکتریکی اعمال شده توسط tDCS در حدی نیست که منجر به ایجاد یک پتانسیل عمل در نورون‌ها شود، بلکه فقط آستانه تحریک پذیری آن‌ها را بیشتر یا کمتر (بسته به شرایط جریان الکتریکی عبور داده شده) می‌کند. به عبارت دیگر این جریان فقط به قطبی سازی می‌پردازد. این تغییر در تحریک پذیری نورونی به تغییر در عملکرد مغز منجر می‌شود. اعمال این جریان می‌تواند به شکل جریان مستقیم  (tDCS)، متناوب (tACS) ، پالسیک (tPCS) و یا نویزی (tRNS) باشد.

موارد کاربرد tDCS گسترده تر است و در درمان افسردگی (معادل یک دوره ۶ هفته ای مصرف فلوکستین)، میگرن، درد ناشی از صدمات تروماتیک نخاع و فیبرومیالژیا، سکته های مغزی، آفازی، ولع مصرف (مواد، الکل، سیگار و غذا)، پارکینسون، وزوز گوش و آلزایمر، با موفقیت به کار رفته است. همچنین شواهد بسیاری اثربخشی tDCS بر بهبود توانمندی های شناختی مانند حافظه، یادگیری، توجه، برنامه ریزی و… تایید می کنند؛ به همین جهت است که تحریک الکتریکی فراجمجمه ای علاوه بر استفاده های کلینیکی و درمانی، برای ارتقای عملکرد در ورزشکاران، هنرمندان، زبان آموزان و… قابل استفاده است.