La frenología se basa en el concepto de que el cerebro es el órgano de la mente y que ciertas áreas cerebrales tienen funciones específicas o módulos localizados. Los frenólogos creían que la mente tiene un conjunto de diferentes facultades mentales, con cada facultad particular representada en un área diferente del cerebro. Se decía que estas áreas eran proporcionales a las propensiones de una persona, y la importancia de la facultad mental dada. Se creía que el hueso craneal se conformaba para acomodar los diferentes tamaños de estas áreas particulares del cerebro en diferentes individuos, de modo que la capacidad de una persona para un rasgo de personalidad determinado podía determinarse simplemente midiendo el área del cráneo que superaba a la correspondiente del cerebro.
En la historia de la teoría de la personalidad, la frenología se considera un avance sobre la vieja teoría médica de los cuatro humores. Sin embargo, no tiene poder predictivo y por lo tanto es descartado como charlatanería por el discurso científico moderno. La frenología, que se centra en la personalidad y el carácter, debe distinguirse de la craneometría, que es el estudio del tamaño del cráneo, el peso y la forma, y la fisonomía, el estudio de las características faciales. Sin embargo, estas disciplinas han reclamado la capacidad de predecir rasgos de personalidad o de inteligencia (en campos como la antropología/etnología).
La fonologización involucraba principalmente lecturas de la cabeza y análisis de caracteres, así como especulaciones sobre las interacciones entre las facultades (que se hablaban como si cada uno fuera un homúnculo egoísta, buscando su propia gratificación). La mayoría de los frenólogos llevaban las puntas de sus dedos desnudos (Gall recomendó usar las palmas de las manos) sobre una cabeza para distinguir cualquier elevación o indotaciones. A veces los calibradores, los calibradores frenológicos de Combe, los elementos de la frenología. Se usaron cintas de medición y otros instrumentos. Un frenólogo experto no sólo conocía la disposición cartográfica de la cabeza según la última carta frenológica, sino también las personalidades y los pros y los contras de cada uno de los 35 órganos extraños (el número de órganos aumentó gradualmente a lo largo del tiempo). Los frenólogos también diagnosticaron el temperamento o la humildad, un componente olvidado de la frenología.
