睡眠的生理基础比较复杂，呈周期性变化。涉及到睡眠的中枢部位包括脑额叶皮质、中脑背盖、蓝斑、脑干网状结构，而且多种神经递质包括GABA、肾上腺素、腺苷等参与睡眠的周期。

  

目前对睡眠的分期主要根据脑电图的变化：

一、慢波睡眠（SWS, NREM）：分为4期。

   I 期： 处于倦睡状态，脑电图的a波逐渐受抑制，节律减慢，出现频率为2－7HZ的低电位波。眼球有些浮动。

   II 期： 浅睡期，出现0.5-1秒短程的发作性13－15HZ的梭波，和短程的高电位慢波（K复合波）。

   III 期： 深睡期，高电位的δ波自额和中央区域向周围扩散。

   Ⅳ期： 高电位的δ波增多，超过50％的时程。

 

二、快动眼睡眠（REM)：

   该期的脑电图类似慢波睡眠的I期，眼球有间歇性的快速运动。全省肌肉放松，呼吸加深、心率减慢、血压最低、瞳孔缩小。此期可能有梦活动。