Im Schlaf zeigen sich bei gesunden Menschen immer die gleichen, wiederkehrenden Phasen der Gehirnaktivität. Diese laufen während des längeren Nachtschlafes in Zyklen mit einer Periodendauer von ungefähr 90 Minuten ab. Durch Wissenschaftler und Ärzte kann das jeweilige Stadium im Wesentlichen durch unterschiedliche Kurven der Gehirnströme festgestellt werden.
Beim Einschlafen kommt der Mensch zunächst in einen Zustand mit noch sehr leichtem Schlaf oder „passiven Wachzustand". Die Phase wird als Stadium I bezeichnet. Die Muskeln entspannen sich zunehmend, der Herzschlag wird langsamer und der Blutdruck fällt ab. Der Mensch kann in diesem Zustand noch sehr leicht wieder wach beziehungsweise erweckt werden.
Stadium II bezeichnet die darauf folgende Phase, der auch Leichtschlaf genannt wird. Es handelt sich bereits um „richtigen" Schlaf.
Bei Stadium III und Stadium IV befindet sich der Schlafende im Tiefschlaf. Das tiefste Schlafstadium ist das Stadium IV. Ein Wecken ist nur durch starke äußere Einwirkungen möglich. Während des Tiefschlafes sind Blutdruck, Herz- und Atemfrequenz besonders niedrig. Auch die Muskeln sind so gut wie gar nicht mehr angespannt.
Auf den Tiefschlaf folgt dann die REM-Phase. REM ist die Abkürzung für den englischen Begriff „rapid eye movement", der „schnelle Augenbewegung" bedeutet. Dies ist auch tatsächlich der Fall. Kurz nachdem das REM-Stadium eingetreten ist, bewegen sich die Augen sehr stark. Auch Herzfrequenz und Atmung werden wieder stärker, die Muskeln (mit Ausnahme der Augenmuskeln und der Atemmuskulatur) bleiben jedoch entspannt. Es handelt sich bei der REM-Phase wieder um einen sehr leichten Schlaf, der etwa dem Stadium I entspricht. Bisweilen erwacht der Mensch auch aus einem REM-Schlaf, um direkt danach wieder einzuschlafen. In der REM-Phase findet ein großer Teil der Träume statt. Sie sind dann auch am deutlichsten und einprägsamsten. Allerdings kommen auch in anderen Schlafstadien Träume vor.
Dieser Zyklus läuft bei normalem Schlaf etwa vier- bis sechsmal pro Nacht ab. Insgesamt wird die längste Zeit in einem eher leichten Schlaf verbracht. Der Tiefschlaf nimmt im Regelfall zeitlich gesehen nur etwa 20 Prozent des Nachtschlafes ein.
