在哺乳动物和鸟类中，睡眠可分为两类。其中一类，眼睛快速移动。这被称为REM-sleep（来自快速眼动）。大多数的梦都发生在这个阶段。REM-sleep通常在整个晚上每隔一段时间发生一次。在后半夜，REM-sleep的时间会增加。REM睡眠最早发现于1952-53年。REM睡眠的功能还不太清楚。

1953年，Nathaniel Kleitman教授和他的学生Eugene Aserinsky定义了快速眼动，并将其与梦境联系起来。包括William Dement和Michel Jouvet在内的研究人员进一步描述了REM睡眠。

另一类是不会发生这种眼球运动的，称为NREM-sleep（非REM睡眠）。通常，在这段时间内不会做梦。NREM-sleep有三到四个阶段。第一阶段是勉强入睡，或打瞌睡。第二阶段也就是浅睡眠。正常情况下，成年人类，大约有一半的睡眠时间是在浅睡眠中度过的。第三阶段和第四阶段称为深度睡眠。深度睡眠是生长和治疗的必要条件。要唤醒处于第三阶段或第四阶段睡眠的人是相当困难的。有时，第三阶段和第四阶段合并在一起，称为第三阶段。

成年人类的睡眠周期一般为90～110分钟一个。一夜的睡眠可以是四个或细的这些周期。每个周期依次包括：第一阶段、第二阶段、第三阶段（第四阶段）、第二阶段和REM。

鸟类和哺乳动物都表现出REM和NREM睡眠的事实表明，这一特征是在这两个群体在进化过程中出现分歧之前进化出来的。这表明，REM/NREM特征在陆生脊椎动物的进化中既早又重要。