W psychologii klinicznej i psychiatrii perspektywa psychofizjologiczna pomaga w opracowaniu dokładnych modeli objaśnień, przykładowo zaburzeń lekowych, zaburzeń somatoformicznych, pogranicznych zaburzeń osobowości (osobowość borderline) i innych chorób, którymi zajmuje się psychiatria.
W terapiach behawioralnych stosowane są metody psychofizjologii, aby uchwycić postępy w leczeniu. W praktyce dalece rozpowszechnione są także ośrodki snu, które wykorzystują psychofizjologiczne metody do diagnostyki zaburzeń snu. W dyscyplinach terapeutycznych zachowały się także psychofizjologiczne techniki relaksacji.
Duże praktyczne znaczenie w diagnostyce i regularnym nadzorowaniu funkcji ciała i symptomów ma monitoring ambulatoryjny w celu ujęcia krytycznych zmian w ryzykownych przypadkach. Dzięki niemu można dopasować odpowiednią dawkę leku i rozpoznać postępy w leczeniu. 24-godzinny monitoring EKG i ciśnienia krwi są nieodzownymi rutynowymi metodami, które w przekonujący sposób odbijają bezpośrednio reaktywność.