В работе представлены результаты экспериментального исследования одиночного барьерного разряда в воздушных субмиллиметровых промежутках при атмосферном давлении в условиях однородного и неоднородного распределений внешнего поля. Разработанная методика и аппаратно-программный комплекс обеспечивали надежное измерение основных электрофизических характеристик барьерного разряда: напряжения возникновения разряда в интервале ±5 кВ, разрядного тока (0.2-5000 мА) и прошедшего в цепи заряда (0.001-100 нКл) в диапазоне 1 нс - 500 мкс, а также распределения накапливаемого поверхностного заряда с пространственной и зарядовой разрешающей способностью ~ 0.5 мм2 и ~ 1 пКл соответственно. Выявлены характерные особенности развития разряда. На основе полученных данных сделаны заключения о возможных механизмах развития разряда.