成人一般每天需要睡眠7～9小時，嬰兒需要18～20小時，小兒需要12～14小時，而老人僅需5～7小時。
睡眠時生理活動的變化
睡眠是一種重要的生理現象和必要的生理過程。通過睡眠能使機體消除疲勞，恢復體力和精力，然後保持良好的覺醒狀態以提高工作效率。
睡眠時許多生理功能發生了變化，一般表現爲：①嗅、視、聽、觸等感覺功能減退；②骨骼肌的肌緊張降低，腱反射減弱；③出現一系列植物性神經系統功能的變化。例如，瞳孔縮小、心率減慢、血壓降低、呼吸變慢、尿量減少、代謝率降低、體溫下降、發汗增多、胃液分泌增多而唾液分泌減少等。
睡眠的時相
上述睡眠時的表現，實際是睡眠時慢波睡眠時相的表現；這些表現是一般所熟悉的睡眠狀態，在這一時相中腦電波呈現慢波（即δ波）。通過對睡眠時持續的腦電圖觀察，發現睡眠過程中在慢波睡眠之間還間斷地出現快波睡眠時相。快波睡眠時腦電波呈現快波，由於腦電波表現與慢波睡眠時表現非常異樣，因此被稱爲異相睡眠；又由於快波睡眠時常伴有快速眼球運動，因此又被稱爲快速眼球運動睡眠。在快波睡眠時相出現時，各種感覺功能進一步減退，肌肉緊張性進一步降低而處於幾乎完全鬆弛的狀態；但不時可出現間斷的陣發性表現，例如眼球快速運動、部分肢體抽動、心率和血壓升高、呼吸加快而不規則。由於這種陣發性表現，快波睡眠常可促使心絞痛發作或呼吸衰竭發作，因此臨牀上對此引起重視。
慢波睡眠與快波睡眠是兩個能相互轉化的時相。睡眠一開始，一般首先進入慢波睡眠，慢波睡眠持續80～120分鐘後就轉入快波睡眠，快波睡眠20～30分鐘後又轉入慢波睡眠，如此反覆進行。在整個睡眠過程中，這種反覆轉化約4～5次，越接近睡眠後期快波睡眠持續時間逐漸加長。在成年人，慢波睡眠和快波睡眠均可直接轉爲覺醒狀態，但入睡時一般只能先進入慢波睡眠再轉成快波睡眠。在快波睡眠期間，如果將被試者喚醒，他往往會講述正在做夢；在慢波睡眠期間被喚醒，較少會講述正在做夢。因此，做夢看來是快波睡眠的特徵之一。
實驗觀察到，在慢波睡眠期間生長激素分泌明顯增高，轉入異相睡眠或覺醒後，生長激素分泌減少。所以，有人認爲慢波睡眠有利於體力恢復和促進生長。實驗還觀察到，在快波睡眠期間，腦內的蛋白質合成加快；因此認爲，快波睡眠有利於精力恢復並能促進記憶功能。
睡眠發生的機制
睡眠是由於中樞神經系統內部發生了一個主動過程而造成的，中樞內存在着產生睡眠的中樞。實驗觀察到，在腦橋中部離斷腦幹可以增加大腦皮層的覺醒活動，動物處在長期覺醒狀態而很少睡眠；如果用低頻電刺激來刺激腦幹尾端，可引致腦電慢波的出現。由此認爲，在腦幹尾端存在能引起睡眠和腦電出現慢波的中樞；這一中樞向上傳導可作用於大腦皮層，與腦幹網狀結構上行激動系統的作用相對抗，從而調節着睡眠與覺醒的相互轉化。
由於中樞神經遞質研究工作的發展，有人把睡眠的發生機制與不同的中樞遞質系統功能聯繫了起來。有實驗支持這樣一種假說：慢波睡眠主要與腦幹內5-羥色胺遞質系統活動有關，異相睡眠主要與腦幹內5-羥色胺和去甲腎上腺素遞質系統功能有關。選擇性破壞中縫核上部（5-羥色胺遞質系統），慢波睡眠就明顯減少；選擇性破壞中縫核下部（5-羥色胺遞質系統），則異相睡眠受到嚴重抑制，而慢波睡眠所受影響較少；選擇性破壞藍斑下部（去甲腎上腺素遞質系統），則異相睡眠也減少。由此設想，中縫核5-羥色胺遞質系統與睡眠的關係很大，可能就是產生睡眠的中樞結構。中縫核上部與慢波睡眠的發生有關，中縫核下部能作用於藍斑下部從而觸發異相睡眠。