İnsanlar uyuduklarında sadece tek bir cizgide uyumazlar, 4 farklı evreden gecerler ve bu evreler bir dongu oluşturur. Her evrede farklı beyin dalgaları ve vucudun gosterdiği farklı değişikler saptanmıştır. Dalgaların olcumune elektroensefalogram (EEG) denir. Cihazda sadece beyin dalgaları olculmez, goz 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 uzere toplamda 4 evre saptanmıştır.

NREM-1'den REM'e ulaşmak, yaklaşık 90 dakika gibi bir zamanda gercekleşir ve buna siklus denir. Her siklusta hafif uykuya geri donulur. Sekiz saat uyuyan biri yaklaşık 5 siklus gecirir. Daha dinc uyanmak icin 90' katları kadar uyumak, yani sikluslar tam tamamlandığında uyanmak, gerektiği soyleniyor. Evrelerin ozellikleri ise:

NREM-1 evresi: Uyanık hal ve uyku hali arasındaki geciş evresidir, teta dalgaları gorulur. Kişi rahatlıkla uyandırılabilir ve duşme hissi (hipnagogik duyum) bu evrede gorulur.
NREM-2 evresi: Hafif uykudur, dalgalarda uyku iğcikleri ve K-Kompleksi denilen ani dalgalanmalar ve yukselişler meydana gelir. Evreler arasında gecişlerde en cok zaman gecirilendir.
NREM-3 evresi: Derin uykudur, delta dalgaları gorulur. Uyandırılması zordur ancak tanıdık bir sesle (orneğin cocuğunun ağlaması) uyandırılması mumkundur.

NREM evrelerinde; kalp ve solunum ritmi yavaşlamış, vucut ısısı duşmuş, kaslar gevşemiş, kan basıncı azalmış, beyin etkinliği %25-30 arasında duşmuştur.

REM evresi: Acılımı Rapid Eye Movement(Hızlı Goz Hareketleri)'dir. Adından da anlaşılacağı gibi ani goz hareketleri ortaya cıkar ve 10-20 saniye surer. Dışarıdan bakıldığında goz kapaklarından bu hareketler gozlemlenebilir. Kalp ritmi ve kan basıncı da artar. Neredeyse -kalp, diyafram, goz kasları, cizgisiz kaslar haric- felcli gibiyizdir. Beyin, uyanık olduğumuz halden bile daha etkindir. Bellek duzenlenir, onarım başlar. Beyne, uyaranların girmesi engellenir yani izole olur. Bir araştırmada, REM uykusu esnasında uyandırılan kişiler her zaman ruya gorduklerini soylemiştir, bu kişiler NREM evresi esnasında uyandırıldıklarında ise ruya gorduklerini soyleyenler yarı yarıya duşmuştur.