Bei der peripheren Nervenstimulation werden entweder Nerven direkt stimuliert oder Elektroden in die Nähe oder das umliegende Unterhautgewebe (subkutane periphere Nervenfeldstimulation) eingebracht. Für dieses Verfahren eignen sich prinzipiell alle Nerven des Körpers, welche gut erreichbar und durch eine Elektrode stimulierbar sind. Das Haupteinsatzgebiet dieser Methode stellen Schmerzsyndrome dar, welche sich im Verlauf des Ausbreitungsgebietes projizieren. Dies kann nach Entzündungen, Operationen, Unfällen oder ohne erkennbare Ursache einer Nervenbeteiligung der Fall sein.
Ebenso wie bei anderen neuromodulativen Verfahren wird zunächst die Elektrode an den oder die Nerven implantiert und anschließend eine Testphase durchgeführt um den Effekt der Maßnahme zu beurteilen.
Für die direkte Nervenstimulation eignen sich besonders die etwas dickeren Nerven an den Armen und Beinen. Sind die Schmerzen eher flächig und im Bereich der Wirbelsäule oder des Rumpfes können Elektroden auch in die Unterhaut des schmerzhaften Areals eingebracht werden. Eine Ausnahme bilden hier einige spezielle Kopfschmerzerkrankungen, bei denen eine Hinterhauptstimulation zu einer Schmerzlinderung beitragen kann.