根据脑电图的研究可以将睡眠分成四个阶段:第一阶段主要为混合的、频率和波幅都较低的脑电波。在这个阶段个体处于浅睡状态,身体放松,呼吸变慢,但是很容易被外界的刺激惊醒。其持续时间约为十分钟。在第二阶段,偶尔会出现一种短暂爆发的、频率高、波幅大的脑电波,称为睡眠锭。在这一阶段个体很难被唤醒,其持续时间约为二十分钟。在第三阶段,脑电的频率会继续降低,波幅变大,出现Δ波,有时也会有睡眠锭。大约持续40分钟。当大多数脑电波开始呈现为Δ波时,表明已经进入睡眠的第四阶段,即为深度睡眠阶段,在这个阶段个体的肌肉进一步放松,身体功能的各项指标变慢,有时发生梦游等。
前四个阶段大约经过1个小时或90分钟,之后睡眠者会有翻身的动作并很容易惊醒。这时进入了快速眼动阶段。这时的生理电活动改变迅速,Δ波消失,高频率、低电幅的脑电波出现,与个体清醒的状态很相似。伴随有梦。