Psychofysiologisch onderzoek naar de seksuele interesse kan soms nuttig zijn als uit de voorgeschiedenis blijkt dat er mogelijk een pedofiele stoornis is terwijl de betrokkene ontkent zich sterk of bij voorkeur aangetrokken te voelen tot kinderen. De grondigst onderbouwde en de langst gebruikte meting is de penisplethysmografie. De sensitiviteit en de specificiteit ervan zijn echter per locatie verschillend, aangezien er vaak verschillende stimuli, procedures en scores gebruikt worden. ‘Kijktijd’, waarbij foto’s van naakte of minimaal geklede mensen als visuele stimulus worden gebruikt, wordt ook wel toegepast in de diagnostiek van de pedofiele stoornis, met name in combinatie met zelf in te vullen vragenlijsten. Het is mogelijk om bij penisplethysmografie gebruik te maken van audiostimuli waarbij seksuele interacties worden beschreven. Bij alle psychofysiologische tests is de diagnostische marker een relatieve seksuele reactie op stimuli waarbij kinderen zijn afgebeeld in vergelijking met stimuli waarbij volwassenen zijn afgebeeld, in plaats van een absolute respons op stimuli met kinderen.
