睡眠可以分为两大类：快速眼部运动（REM）以及非快速眼部运动（NREM）。非快速眼部运动还可以进一步划分为四个阶段，每个阶段都有不同的脑电波模式。快速眼动睡眠是最生动细节梦境出现时的睡眠。它最显著的特征是临时选择性抑制肌肉（因此如果你在梦里奔跑，你不会从床上走下来开始围着房子奔跑）。快速眼动睡眠还有一个特征是低压脑电波模式（EEG），以及闪烁的眼皮运动，这也是快速眼动睡眠名字的由来。我们在非快速眼动睡眠时也会产生梦境，虽然这些梦境没有那么生动形象。快速眼动睡眠发生在大脑进行事件深度处理的阶段——我们之前所讲到的整合、同化和抽象化。
快速眼动和非快速眼动睡眠之间的过渡被认为由脑干附近的GABA能神经元调节。这是与前额叶皮层抑制剂相同的神经元。目前普遍认为，这些神经元与其他神经元在大脑中充当了开关的作用，使我们从一个状态切换到另一种状态。大脑该区域的损伤会大大降低快速眼动睡眠，因此，对大脑其他区域的损害也会随之增加。
当我们睡着时，大脑还会产生另一种扭曲——时间扭曲。那些看起来很长、很复杂，长达30分钟或更久的梦境也许实际上只是在一分钟之内发生的。这或许是由于我们身体内的生物钟进入了一种激活降低的状态（你也可以认为是休眠状态），因此变得不可靠。
正常人的睡眠周期大约持续90~100分钟。平均有20分钟处于快速眼动睡眠，70~80分钟处于非快速眼动睡眠，虽然每晚时间的长短会有所不同。快速眼动睡眠可能只会发生在入夜之后的5~10分钟，有时甚至是30分钟或清晨之后的更长时间。大部分的记忆巩固发生在慢波的前两个小时，即非快速眼动睡眠以及清晨快速眼动睡眠的最后90分钟。
导致我们嗜睡的原因有好几个。首先，光明与黑暗交替的24小时周期，会影响诱发清醒警觉或嗜睡神经化学物质的产生。阳光照射在视网膜感光细胞上，触发了一系列反应过程，导致视交叉上核和松果体被触发。松果体是大脑基部附近的一个小腺体，大小约为一颗米粒那么大。天黑后约1小时，松果体产生褪黑素。褪黑素是负责催促我们进入睡眠状态（以及使大脑进入睡眠状态）的神经激素之一。
即使减少轻度睡眠或者改变睡眠习惯（比如，某一天晚睡晚起），都可能对很多天之后的认知表现产生不利影响。
双峰睡眠:第一个睡眠时期发生在晚饭后的四五个小时，然后，他们会在午夜苏醒一个小时甚至更长时间，随后他们又会休息四五个小时。午夜苏醒也许是为了抵御夜间捕食者。
