睡眠阶段包括三个非快速眼动(NREM)阶段和一个快速眼动(REM)阶段。这些阶段按照以下顺序和循环进行:N1, N2, N3, REM。

在N1期间，个体失去了对环境的感觉，在心理和生理上都变得更加放松。脑电波缓慢地从α波(清醒时的特征)过渡到频率较低的θ波。

N2期间，环境意识完全消失。脑电波的特征是睡眠纺锤波和k -复合体，它们是高频波的短爆发。除了这些中断外，一般的波型都遵循θ波的趋势。

在N3阶段，个体进入深度睡眠。大脑活动的特点是高频δ波的大量存在。异睡眠，如梦游和夜惊，可能发生在N3阶段睡眠。

快速眼动睡眠的特点是神经乙酰胆碱分泌，导致脑电波频率增加，类似于α形式。身体的肌肉瘫痪了，尽管大脑的活动增强了。在这个阶段会做梦，肌肉麻痹被认为会阻止睡眠者试图与梦互动。

Delta波与睡眠的N3阶段有最具体的联系。

睡眠的非快速眼动阶段，即NREM或同步睡眠，包括四个阶段。从清醒到睡眠的过渡发生在第一阶段。眼球运动缓慢，脑电图(EEG)显示脑电波活动低。在第二阶段，脑电图活动增加。被称为K复合物的尖峰被记录下来。在第三阶段，眼球停止运动。波的频率降低，幅度增大。第四阶段的脑电图记录了Delta活动。第三和第四阶段被认为是深度睡眠。

非快速眼动睡眠(NREM)的第三和第四阶段被认为是深度睡眠。第三阶段的特点是振幅增加，波频降低。在第四阶段睡眠中，delta活动被记录下来。第一阶段是从清醒到睡眠的过渡阶段。脑电图显示低脑电波活动。在第二阶段，脑电图活动增加，出现称为K复合物的尖峰。

睡眠有两种状态:一种是没有快速眼动(NREM或同步睡眠，包括四个阶段)，另一种是快速眼动(REM或做梦睡眠)。非快速眼动睡眠约占睡眠周期的75%。在非快速眼动睡眠期间，呼吸变得更慢，更有规律，因为从清醒到睡眠的过渡发生了。在第四阶段，也就是深度睡眠阶段，脑电图记录下delta活动。

在快速眼动睡眠(REM)期间，会做梦。流向大脑的血流量增加，呼吸更加不规则。阴茎可能会勃起。从清醒到睡眠的过渡发生在非快速眼动睡眠(NREM)期间。

在快速眼动(REM)睡眠中，脑电图(EEG)显示大脑活动低，肌肉麻痹通常发生。在非快速眼动睡眠(NREM)期间，第一阶段眼动缓慢。非快速眼动阶段2脑电图活动增加。眼球运动在NREM阶段3停止。在非快速眼动阶段4的脑电图读数上出现了δ波活动。非快速眼动阶段3和4被认为是深度睡眠。

在非快速眼动(NREM)睡眠期间，当从清醒到睡眠的过渡发生时，脉搏变得更慢，更有规律。在快速眼动睡眠(REM)期间，会做梦，流向大脑的血流量增加，呼吸更加不规则，代谢率增加，肌肉麻痹发生。