國際上根據睡眠過程中腦電波表現、眼動情況以及肌肉張力變化、血壓和呼吸等的變化，把睡眠分為兩大時相：慢波睡眠和快波睡眠。
這兩大時相周期性交替，一夜中大約交替6次。每個周期包括2～30分鐘的快波睡眠和約60分鐘的慢波睡眠。
非快速眼動睡眠：人們入睡后所發生的睡眠大多數屬于此種。根據人腦電波的特征，一般將此時相區分為1、2、3、4期，相應于睡眠由淺入深的過程。
1期，呈現低振幅腦電波，頻率快慢混合，而以4～7次/秒的θ波為主。此期常出現于睡眠開始和夜間短暫蘇醒之后。
2期，也呈現較低振幅腦電波，中間常出現短串的12～14次/秒的睡眠梭形波和一些復合波。代表淺睡過程。
3期，常呈現短暫的高振幅腦電波，振幅超過50微伏，頻率為1～2次/秒的δ波。
4期呈現高振幅腦電波。此期以δ波為主。其出現時間占總時間的1/2以上，代表深睡狀態。3期與4期僅有量的差別，而無質的不同。通常認為，4期慢波睡眠具有促進體力及精力恢復的功能。因為觀察到在長時間的體力勞動或不睡后，在恢復睡眠中此期持續時間最長。
隨著睡眠由淺入深，逐步喪失意識、血壓稍降、心率及呼吸減慢、瞳孔縮小、體溫及基礎代謝率降低、尿量減少、胃液增多、唾液分泌減少、發汗機能增強，上述生理變化都較穩定。
異相睡眠：此時相為在睡眠過程中周期性出現的一種激動狀態。
慢波睡眠分為以下四個階段：
1、入睡期
行為上安靜困倦開始進入睡眠狀態，我們的身體開始放松，呼吸變慢，很容易被外界刺激驚醒。這個階段大約持續10分鐘。
2、淺睡期
我們已經入睡了，并出現鼾聲，這個時候如果我們被叫醒了，卻常常覺得自己還沒睡著，這個階段大約持續15分鐘。
3、中睡期
我們已經睡熟了，但容易被叫醒，經過15分鐘左右，中睡期會被下一階段的深睡期所取代。
4、深睡期
肌肉進一步放松，身體的各項功能指標都會變慢，有時會有夢游、夢囈、尿床等，這個時候我們睡得很沉，很難被叫醒。
在以上四個階段的睡眠之后，常出現異相睡眠，最具特征性的行為變化就是眼球快速上下左右運動，因此這個階段也叫快速眼動睡眠。在這個時候，我們的睡眠變得更深，對外部刺激的感覺能力變低，肌肉呈現松弛狀態。另外，心律和血壓變得不規律，呼吸變得急促，就像清醒狀態或恐懼時的反應。如果在這個階段被喚醒后，我們大部分人都能反映正在做夢，能夠講出夢境的故事情節。
我們每天晚上的睡眠是由慢波睡眠和異相睡眠交替組成，像這樣的睡眠周期不斷循環，直至醒來。
身體和大腦在睡眠中能夠得到休息，從而恢復機能。實驗證明，睡眠的時間是可以通過訓練而縮短的，關鍵是睡眠的質量，只要入睡快，深度睡眠階段所占的比例加大，睡眠的效率就能提高。
