成人一般每天需要睡眠7～9小时，婴儿需要18～20小时，小儿需要12～14小时，而老人仅需5～7小时。
睡眠时生理活动的变化
睡眠是一种重要的生理现象和必要的生理过程。通过睡眠能使机体消除疲劳，恢复体力和精力，然后保持良好的觉醒状态以提高工作效率。
睡眠时许多生理功能发生了变化，一般表现为：①嗅、视、听、触等感觉功能减退；②骨骼肌的肌紧张降低，腱反射减弱；③出现一系列植物性神经系统功能的变化。例如，瞳孔缩小、心率减慢、血压降低、呼吸变慢、尿量减少、代谢率降低、体温下降、发汗增多、胃液分泌增多而唾液分泌减少等。
睡眠的时相
上述睡眠时的表现，实际是睡眠时慢波睡眠时相的表现；这些表现是一般所熟悉的睡眠状态，在这一时相中脑电波呈现慢波（即δ波）。通过对睡眠时持续的脑电图观察，发现睡眠过程中在慢波睡眠之间还间断地出现快波睡眠时相。快波睡眠时脑电波呈现快波，由于脑电波表现与慢波睡眠时表现非常异样，因此被称为异相睡眠；又由于快波睡眠时常伴有快速眼球运动，因此又被称为快速眼球运动睡眠。在快波睡眠时相出现时，各种感觉功能进一步减退，肌肉紧张性进一步降低而处于几乎完全松弛的状态；但不时可出现间断的阵发性表现，例如眼球快速运动、部分肢体抽动、心率和血压升高、呼吸加快而不规则。由于这种阵发性表现，快波睡眠常可促使心绞痛发作或呼吸衰竭发作，因此临床上对此引起重视。
慢波睡眠与快波睡眠是两个能相互转化的时相。睡眠一开始，一般首先进入慢波睡眠，慢波睡眠持续80～120分钟后就转入快波睡眠，快波睡眠20～30分钟后又转入慢波睡眠，如此反复进行。在整个睡眠过程中，这种反复转化约4～5次，越接近睡眠后期快波睡眠持续时间逐渐加长。在成年人，慢波睡眠和快波睡眠均可直接转为觉醒状态，但入睡时一般只能先进入慢波睡眠再转成快波睡眠。在快波睡眠期间，如果将被试者唤醒，他往往会讲述正在做梦；在慢波睡眠期间被唤醒，较少会讲述正在做梦。因此，做梦看来是快波睡眠的特征之一。
实验观察到，在慢波睡眠期间生长激素分泌明显增高，转入异相睡眠或觉醒后，生长激素分泌减少。所以，有人认为慢波睡眠有利于体力恢复和促进生长。实验还观察到，在快波睡眠期间，脑内的蛋白质合成加快；因此认为，快波睡眠有利于精力恢复并能促进记忆功能。
睡眠发生的机制
睡眠是由于中枢神经系统内部发生了一个主动过程而造成的，中枢内存在着产生睡眠的中枢。实验观察到，在脑桥中部离断脑干可以增加大脑皮层的觉醒活动，动物处在长期觉醒状态而很少睡眠；如果用低频电刺激来刺激脑干尾端，可引致脑电慢波的出现。由此认为，在脑干尾端存在能引起睡眠和脑电出现慢波的中枢；这一中枢向上传导可作用于大脑皮层，与脑干网状结构上行激动系统的作用相对抗，从而调节着睡眠与觉醒的相互转化。
由于中枢神经递质研究工作的发展，有人把睡眠的发生机制与不同的中枢递质系统功能联系了起来。有实验支持这样一种假说：慢波睡眠主要与脑干内5-羟色胺递质系统活动有关，异相睡眠主要与脑干内5-羟色胺和去甲肾上腺素递质系统功能有关。选择性破坏中缝核上部（5-羟色胺递质系统），慢波睡眠就明显减少；选择性破坏中缝核下部（5-羟色胺递质系统），则异相睡眠受到严重抑制，而慢波睡眠所受影响较少；选择性破坏蓝斑下部（去甲肾上腺素递质系统），则异相睡眠也减少。由此设想，中缝核5-羟色胺递质系统与睡眠的关系很大，可能就是产生睡眠的中枢结构。中缝核上部与慢波睡眠的发生有关，中缝核下部能作用于蓝斑下部从而触发异相睡眠。