在有人類存在以來的漫長歷史長河中，絕大多數時間內，人們都是日出而作，日落而息，睡眠是生理必需的，是司空見慣的一種現象，受科學技術水平的限制，絕少有人對睡眠本身作深入思考和研究。直到12世紀，才有美國科學家對睡眠開始進行科學研究，之后許多國家的科學家也加入這一領域的研究。

　　簡單說來，人的大腦皮層神經細胞，當由于不斷地工作而疲勞時，就由興奮狀態進入抑制狀態，抑制從局部逐漸向周圍擴散，當抑制達到一定范圍時，就進入了睡眠狀態。具體地說，在腦干的中央部位，有許多散在的神經細胞，它們通過神經纖維相聯接，交織如網，稱為“網狀結構”。它的功能是激動整個大腦皮層，維持大腦皮層的興奮水平，使機體處于覺醒狀態。當它向上的沖動減少時，大腦皮層神經細胞的活動水平就降低，由興奮轉入抑制，人就處于安靜或進入睡眠狀態。

　　睡眠的機制目前還不清楚。自從1957年美國的兩位科學家開始采用記錄腦電波變化的方法研究睡眠后，根據對正常人在睡眠過程中腦電圖的觀察，發現睡眠過程中有兩種相互交替出現的狀態，先是一種表現為振幅大、頻率慢的波，稱為慢波睡眠。此時呼吸深慢而均勻，脈搏血壓較穩定，腦垂體分泌的“生長素”增加，促進身體的合成代謝，使體力得到恢復，因而也有人稱之為“身體的睡眠”。之后腦電圖上出現頻率快的波，稱為快波睡眠。這時，眼球快速運動，腦血管擴張，腦血流量比慢波睡眠時多30%～50%，腦細胞代謝旺盛，使腦力得到恢復，因而有人稱之為“腦的睡眠”。這兩個過程大約需要2個小時。之后，再重復出現這兩個過程，兩者反復交替，一夜中大約4～5次。在不同的年齡階段，快波睡眠和慢波睡眠所占的時間比例不同，成人快波睡眠的時間約占整個睡眠過程的四分之一，老年人睡眠時間減少，快波睡眠時間所占的比例也減少，而兒童期快波睡眠時間的比例可達二分之一，因而對大腦發育有利。