Перша фаза - неглибокий сон, який настає безпосередньо після того, як людина ліг спати (дрімота). Тривалість такої фази становить близько 5 хвилин.
Друга фаза - логічне продовження першої, настає при переході дрімоти в сон. Для цієї фази сну характерні деякі імпульсні сплески мозкової активності. Ця фаза довше першої, однак, не перевищує 20 хвилин.
Третя фаза - так званий глибокий сон. У період цієї фази на електроенцефалограмі фіксуються Високоамплітудний дельта-хвилі, які відсутні навіть в період неспання.
Четверта фаза - більш глибокий сон. У цій фазі сповільнюється серцевий ритм і дихання, крім того незначно знижується температура головного мозку і всього тіла в цілому. Під час фаз глибокого сну очі, прикриті століттями, починають здійснювати повільні рухи з одного боку в інший.
П'ята фаза - настає після півгодини глибокого сну. Приблизно через такий проміжок часу мозок повертається до другої фази сну, наче намагаючись прокинутися, але замість прокидання відбувається перехід до п'ятої фази, яку ще називають швидкий сон або «РЕМ-сон» (від англ. «Rapid eye movement» - швидкий рух очей ). Саме в цій фазі очі під зімкнутими століттями починають здійснювати швидкі повторювані рухи. Крім того, показники електроенцефалограми мозку в фазі швидкого сну ідентичні показникам людини в період неспання. Відбувається почастішання серцевого ритму і дихання, спостерігається деяке збільшення тиску і температури тіла. А ось м'язи навпаки перестають діяти: спостерігається практично повна відсутність м'язового тонусу (за винятком діафрагми і м'язів очей). Тривалість швидкого сну складає всього близько 10 хвилин, але саме протягом цього часу і сняться найбільш яскраві і видовищні сновидіння.
Після закінчення швидкого сну, усі фази, починаючи з другої, протягом ночі циклічно повторюються.
