I neurologi hanno osservato la presenza di cinque stadi differenti: il primo è quello del sonno leggero; vi sono poi due stadi intermedi (sonno Delta) e un quarto stadio di sonno profondo. Queste quattro fasi sono chiamate non Rem, in quanto caratterizzate dall'assenza di movimenti oculari rapidi (Rem: Rapid Eye Movements). Il quinto stadio è viceversa distinto per movimenti oculari rapidissimi: è il sonno Rem, all'interno del quale vi è la presenza dei sogni. Queste cinque fasi si ripetono alternativamente.