İnsanlar uyuduklarında sadece tek bir çizgide uyumazlar, 4 farklı evreden geçerler ve bu evreler bir döngü oluşturur. Her evrede farklı beyin dalgaları ve vücudun gösterdiği farklı değişikler saptanmıştır. Dalgaların ölçümüne elektroensefalogram denir. Cihazda sadece beyin dalgaları ölçülmez, göz hareketleri ve kaslardaki gerilimler de izlenir. Bu değerlendirmeler sonucunda Non-REM (NREM-1, NREM-2 ve NREM-3) evreleri ve en son REM evresi olmak üzere toplamda 4 evre saptanmıştır. NREM-1'den REM'e ulaşmak, yaklaşık 90 dakika gibi bir zamanda gerçekleşir ve buna siklus denir. Her siklusta hafif uykuya geri dönülür. Sekiz saat uyuyan biri yaklaşık 5 siklus geçirir. Daha dinç uyanmak için 90' katları kadar uyumak, yani sikluslar tam tamamlandığında uyanmak, gerektiği söyleniyor. Evrelerin özellikleri ise: NREM-1 evresi: Uyanık hal ve uyku hali arasındaki geçiş evresidir, teta dalgaları görülür. Kişi rahatlıkla uyandırılabilir ve düşme hissi bu evrede görülür. NREM-2 evresi: Hafif uykudur, dalgalarda uyku iğcikleri ve K-Kompleksi denilen ani dalgalanmalar ve yükselişler meydana gelir. Evreler arasında geçişlerde en çok zaman geçirilendir. NREM-3 evresi: Derin uykudur, delta dalgaları görülür. Uyandırılması zordur ancak tanıdık bir sesle uyandırılması mümkündür. NREM evrelerinde; kalp ve solunum ritmi yavaşlamış, vücut ısısı düşmüş, kaslar gevşemiş, kan basıncı azalmış, beyin etkinliği %25-30 arasında düşmüştür. REM evresi: Açılımı Rapid Eye Movement 'dir. Adından da anlaşılacağı gibi ani göz hareketleri ortaya çıkar ve 10-20 saniye sürer. Dışarıdan bakıldığında göz kapaklarından bu hareketler gözlemlenebilir. Kalp ritmi ve kan basıncı da artar. Neredeyse -kalp, diyafram, göz kasları, çizgisiz kaslar hariç- felçli gibiyizdir. Beyin, uyanık olduğumuz halden bile daha etkindir. Bellek düzenlenir, onarım başlar. Beyne, uyaranların girmesi engellenir yani izole olur. Bir araştırmada, REM uykusu esnasında uyandırılan kişiler her zaman rüya gördüklerini söylemiştir, bu kişiler NREM evresi esnasında uyandırıldıklarında ise rüya gördüklerini söyleyenler yarı yarıya düşmüştür.