了解大脑在白天和晚上的不同时间的电波活动，有助于科学的判断大脑在白天和夜晚的区别更好地理解睡眠时大脑的活动。完全清醒时，大脑处于高频低压的β波下。这种波的频率受从事的工作和紧张程度影响：工作越活跃，或紧张程度越高，β波的频率越高。这种频率随着一天工作的结束，当越来越疲惫时逐渐降低。最后，放松下来，合上眼睛休息时，β波转变成频率较慢的相对低压的α波，α波是由汉斯?勃格尔发现的。随后，开始瞌睡时，α波中开始出现频率更低的θ波。瞌睡是一种过渡状态——处于睡眠和清醒之间。这个时候极易清醒过来，但这个时候也可能经历一种类似真实的幻觉，称作入睡前幻觉(见38～39页)。不过，如果身心健康，阶段1的睡眠只是很短暂的，很快产生一种又快又短的电波(如脑电图仪所示)称作睡眠梭(因为它们很像手工纺织梭)。接下来进入真正睡眠的初始状态——阶段2，此时对外界完全失去知觉。这些睡眠梭很快转化成δ波，这是一种幅度极大频率极慢的波，阶段3和阶段4的睡眠都是由这种波控制的。这两个阶段是睡眠的最深阶段。
还有睡眠的第5个阶段——由纳撒尼尔?克雷特曼及其助手尤金?阿塞瑞斯基在1952年发现的，并命名为REM(眼球快速运动)。通常认为这个阶段与前四个阶段截然不同，因为此时大脑高度活跃，脑电图显示此时的脑电波类似清醒时的脑电波。睡眠时一般要经历阶段1到4，然后再回到阶段2，最后进入REM的第一阶段睡眠。
