Bei zu geringem Schlaf kommt es zur Müdigkeit, der Betroffene fühlt sich nicht ausgeruht und ist erschöpft. Dadurch kommt es zu Einschränkungen der Leistungsfähigkeit und der Konzentration. Es kann passieren, dass der Betroffene tagsüber einschläft (z. B. beim so genannten Sekundenschlaf). Es kommt häufig zu Fehlern und Unfällen. Diese können manchmal gravierende Auswirkungen haben, z. B. bei Behandlungsfehlern von Ärzten, bei Verkehrsunfällen oder Kraftwerksunglücken. Des Weiteren kommt es oft durch den Schlafmangel zu Nervosität, Reizbarkeit oder depressiver Verstimmung. Bei längerer Zeit (24 Stunden und mehr) ohne Schlaf kommt es zu Veränderungen, die in etwa dem eines Alkoholrausches entsprechen.
Nicht nur die Auswirkungen auf die Leistungsfähigkeit am nächsten Tag finden sich bei einem Schlafdefizit, sondern langfristig können auch körperliche und psychische Krankheiten entstehen. Es kommt zu Veränderungen des Stoffwechsels wie z. B. der vermehrten Bildung des „Stresshormons" Cortisol sowie zum Anstieg des Blutzuckergehalts. Bei langfristigem Schlafmangel kann dadurch die Ausbildung eines Diabetes mellitus (Zuckerkrankheit) gefördert werden, der wiederum weitreichende gesundheitliche Probleme nach sich ziehen kann. Ebenso treten z. B. Herz-Kreislauferkrankungen, Magen-Darm-Erkrankungen, Schilddrüsenprobleme sowie möglicherweise sogar Krebs häufiger auf als bei regelmäßig und ausreichend schlafenden Menschen.
Seelische Beschwerden können ebenso die Folge des Schlafdefizits sein. Es kommt oft zu schlechter Stimmung beziehungsweise zu einer Depression. Es können diverse Auffälligkeiten hinzukommen, z. B. Reizbarkeit und Schreckhaftigkeit. Weitere psychiatrische Erkrankungen, die durch Schlafmangel entstehen können, sind z. B. Angsterkrankungen und Störungen mit Halluzinationen.
