Une neuropathie périphérique diffuse (polyneuropathie) peut être suspectée en cas de douleurs distales et symétriques des membres inférieurs. Dans ce cadre, la présence de sensation de brûlures plantaires est habituellement considérée comme un signe d'atteinte des fibres sensitives de petit calibre (A-delta et C). Cependant, cela est probablement inexact et les patients présentant des pieds douloureux forment un groupe hétérogène de sujets avec des neuropathies affectant tout autant les fibres sensitives de gros ou de petit calibre. Différentes méthodes neurophysiologiques sont applicables à la caractérisation des neuropathies douloureuses. Celles-ci incluent : i) l'exploration électroneuromyographique conventionnelle, associant l'étude des conductions nerveuses et la détection électromyographique à l'aiguille ; 2) l'enregistrement des réflexes H évaluant l'innervation proprioceptive ; 3) l'enregistrement des réflexes cutanés sympathiques (RCS) évaluant l'innervation autonome des extrémités ; 4) la mesure quantifiée des seuils de sensibilité à des stimuli mécaniques ou thermiques ; 5) l'enregistrement des potentiels évoqués somesthésiques à la stimulation électrique (PES) ou laser (PEL). Une batterie d'exploration spécifique des petites fibres peut comprendre la quantification des seuils de sensibilité thermique, l'enregistrement des RCS et des PEL. Une batterie d'exploration spécifique des grosses fibres sensitives peut comprendre la quantification des seuils de sensibilité mécanique, l'enregistrement des réflexes H et des PES. La comparaison des résultats respectifs obtenus par ces deux batteries de tests aurait une certaine pertinence pour caractériser les mécanismes de la douleur dans le cadre des neuropathies douloureuses. Mais dans tous les cas, l'exploration électroneuromyographique conventionnelle reste l'examen de première intention. Dans ce texte, nous présenterons ces différentes méthodes neurophysiologiques en développant plus spécifiquement l'intérêt des PEL dans le diagnostic des neuropathies « petites fibres ».