Vor dem Untersuchungsgang erfolgt ein Gespräch zwischen dem Arzt und dem Patienten (Anamnese), in dem der Betroffene über sein Schlafverhalten und über Vorerkrankungen berichtet. Meist schläft der Patient schon eine Nacht vor der eigentlichen Untersuchung im Schlaflabor, um sich an die Situation gewöhnen zu können. In der Folgenacht entspricht die Schlafdauer und Schlafqualität dann eher dem Normalfall.
Der Standard-Untersuchungsgang im Schlaflabor ist die Polysomnographie, also die Messung unterschiedlicher Parameter beziehungsweise die Überwachung des Patienten während des Schlafes. Der Patient erhält dazu Messfühler einiger Geräte (z. B. EKG, EEG, Atemmessungen, Bewegungssensoren), die über Kabel angeschlossen sind. Sie sind so angebracht, dass die Bewegungsfreiheit nur möglichst wenig eingeschränkt ist und der normale Schlaf nicht gestört ist. Meist wird der Patient auch mit einer Infrarotkamera und einem Mikrofon beobachtet. Der Patient verbringt nun eine Nacht im Bett in diesem Schlaflaborraum. Vor dem Schlafen darf er wie gewohnt z. B. lesen oder Musik hören.
Falls er nachts auf die Toilette gehen muss, werden die Kabel vorübergehend abgenommen. Die Messung beginnt meist am späten Abend (z. B. 23 Uhr) und endet am frühen Morgen (z. B. 6 Uhr). Die Messwerte werden von den Ärzten ausgewertet. Bisweilen werden noch weitere Nächte im Schlaflabor verbracht. Falls erforderlich, werden bestimmte Untersuchungsmethoden auch tagsüber vorgenommen oder andere Aktionen wie z. B. therapeutische Maßnahmen durchgeführt.
