Forskjellen mellom non-REM og REM-søvn ligger i hjerneaktiviteten og kroppens fysiske tilstand. Non-REM-søvn kjennetegnes ved gradvis avtagende hjerneaktivitet og dyp avslapning. REM-søvn er preget av mer intens hjerneaktivitet, rask øyebevegelse og muskelatoni, som forhindrer oss fra å agere ut våre drømmer.