O sono NREM caracteriza-se por atividade elétrica cerebral síncrona, com ondas lentas de grande amplitude e diminuição da atividade do sistema autônomo simpático e aumento do tônus parassimpático

Durante o sono NREM ocorrem 4 estágios, sendo o estágio 4 o de sono mais profundo, com predomínio de ondas delta e traçado bem lentificado. O indivíduo pode apresentar-se confuso ao ser despertado nessa fase

No sono REM há um padrão de movimentos oculares rápidos e conjugados (sacádicos), bem como um relaxamento muscular profundo e generalizado, FC, FR e PA irregulares e ereção peniana

Em uma noite normal de sono, ocorre somente uma fase NREM, havendo sucessão dos estágios de 1 a 4, seguidos pelo sono REM, não ocorrendo repetição de forma cíclica