Tidur manusia terdiri dari siklus-siklus yang disebut dengan siklus tidur atau sleep cycle. Dalam setiap siklus terdapat fase-fase tidur yang terdiri dari fase 1, fase 2, fase 3 dan 4, serta fase REM (rapid eye movement).
Fase 1 terjadi sangat singkat, dan pada fase ini tidur disebut dengan tidur dangkal. Pada fase ini seseorang hanya "setengah tidur" akan sangat mudah dibangunkan. Pada fase ini gerakan mata dan gerakan otot akan melemah dan melambat.
Fase 2 juga terjadi sangat singkat. Pada fase ini gerakan mata akan berhenti, suhu tubuh dan denyut jantung akan turun.
Fase 3 dan 4 adalah fase tidur dalam. Pada fase ini tidak ada gerakan mata ataupun aktivitas kontraksi otot apapun. Di fase ini orang akan sangat sulit dibangunkan dan berespon sangat minimal terhadap stimulus dari luar.
Fase REM adalah fase yang terjadi kira-kira 90 menit setelah seseorang mulai tidur. Pada fase ini otak menjadi sangat aktif, mata bergerak-gerak, tekanan darah dan denyut nadi bertambah, pernafasan menjadi cepat, dan lebih dangkal.
Dalam sekali tidur, manusia akan berulang kali keluar dan masuk fase-fase tidur ini. Satu siklus berlangung kira-kira 1.5 jam. Berikut adalah grafik tidur yang dapat anda perhatikan terkait siklus tidur manusia:
Saat tubuh bergerak dan mata juga bergerak-gerak, artinya orang tersebut sedang berada dalam fase REM. Seseorang dikatakan tertidur pulas pada saat mulai memasuki fase 3 dan 4 tidurnya. Tanda dari seseorang sedang berada pada fase 3 dan 4 adalah tubuh orang tersebut yang terlihat sangat rileks, tidak ada gerakan, tidak ada kontraksi.
Meskipun demikian, kepekaan seseorang terhadap rangsangan dari luar sangat berbeda-beda. Ada orang yang bisa terbangun meski dari fase tidur yang dalam hanya dengan rangsangan ringan saja (disentuh atau mendengar suara yang cukup keras), namun ada juga yang tidak bisa bangun meskipun diguncang sangat kuat sekalipun.