睡眠是一种与觉醒对立的意识状态，通过脑电图的研究可以将睡眠分为非快速眼动睡眠阶段和快速眼动睡眠阶段，两种状态周期性交替进行，构成了人的睡眠模式。

睡眠在高等脊椎动物中普遍存在，而且很可能存在于所有的动物中。而睡眠包含各个截然不同的阶段。一夜中人会数次进入快速眼动睡眠（REM sleep）状态，其余的睡眠时间则处在非快速眼动睡眠（non-REM sleep）状态。一整夜的睡眠是无间断的旅途，大脑会一次次地重复前进（图19.10a），构成了人类的睡眠模式。其中，非REM睡眠约占总体睡眠时间的75%，REM睡眠占25%，两者周期性地交替进行。

根据脑电图的研究，可以将睡眠分为四个阶段。

2007年，美国睡眠医学学会把第三阶段和第四阶段合并为一个阶段，即第三阶段。因此，也可以说睡眠阶段包括三个阶段。

第一阶段（约10分钟）：轻度睡眠阶段。这是一种过渡性的睡眠，这时在放松而觉醒状态下所见到α波开始变得不规则并逐渐消失，而眼睛缓慢地旋转。此时逐渐出现θ波，频率较低4-7 cps。睡眠者的身体慢慢放松，呼吸变慢，但很容易被外部的刺激惊醒。

第二阶段（约20分钟）：睡眠变得深一些，其EEG出现偶发性的8-14Hz震荡，即“睡眠锭”（sleep spindle），这是一种短暂爆发的、频率高、波幅大的脑电波。在此阶段，睡眠者很难被唤醒。

第三阶段（约40 分钟）：此时出现高幅而缓慢的δ波，眼睛和躯体运动消失，有时也有“睡眠锭”。

第四阶段（约20 分钟）：深度睡眠阶段，出现小于或等于2Hz的宽大的EEG节律，可能出现梦游、梦呓、尿床等现象。

前四个阶段的睡眠大约经过60-90分钟，之后似乎进入了第一阶段的睡眠，但这是并不是重复以上的过程，而是进入了一个全新的阶段——快速眼动睡眠（rapid eye movement sleep, REM）阶段。

在REM睡眠阶段，脑的电生理活动迅速改变，δ波消失，出现高频、低幅的脑电波。睡眠者的眼球开始快速做左右上下运动，并伴随着做梦。心律和血压变得不规则，呼吸变得急促，但肌肉依然放松。

第1次REM睡眠一般持续5-10分钟，再经过4个阶段的睡眠，会有第2次REM睡眠，持续时间变长。最后一次REM睡眠长达1个小时。

每个周期一般持续90分钟，每晚重复多次。深度睡眠的时间在前半夜远多于后半夜。当黎明临近时，第三阶段和第四阶段的睡眠会逐渐消失。