测谎器，是根据情绪发生时，身体内部的呼吸、脉搏、血压、出汗等生理指标会有变化这个道理，而设计的一种仪器。在使用时，一般配合心理学上的自由联想法进行。比如，先选定100个词，其中大部分词对嫌疑犯的作用是中性的，只有少数关键词与所犯罪行有联系。如果要测试嫌疑犯是否犯有杀人罪，则中性词为天、地、太阳等，与其罪行有联系的关键词则为血、医院、救护车、监狱等。先在一般人中对这100个词进行自由联想测验。也就是每呈现1个词后，要求被试通过自由联想随意说出一个词来，同时记录其反应时间的长短。找出一般人对这100个词的正常反应词及其正常反应的时间。
然后，再对嫌疑犯进行自由联想测验。如果不是真正的犯人，那他对中性词和关键词的反应时，大体上是一致的。如果是真正的犯人，则他对关键词的反应时一般就会延长。因为他怕暴露自己的问题，就要多花时间去思考如何回答。而且，他对关键词作出的反应词也与一般人不同。比如呈现关键词"刀"时，他可能故意回答"皮鞋"或其它无关的词，而一般人的正常反应词则是"剪子"等同类物品。如果发现某个嫌疑犯在关键词上的反应时长了，反应词的内容也与众不同，又加上在关键词上的呼吸、脉搏、血压、皮肤电反应等都有变化，那么他的嫌疑性就很大。