睡眠狀態(tài)下機(jī)體的很多生理活動(dòng)情況與醒覺時(shí)不同，其中有些改變是相對(duì)一致的貫穿于整個(gè)睡眠過程的，有些則在NREM與REM階段各不相同。
    NREM與REM所共有的生理變化有：①肌張力：骨骼肌張力減低，全身肌肉處于松弛狀態(tài)。②刺激與反射：機(jī)體對(duì)刺激的感受與反應(yīng)減弱，而且不僅限于視、聽、嗅、觸等外感受系統(tǒng)，內(nèi)部感受系統(tǒng)的情況也是如此。③內(nèi)臟活動(dòng)情況的改變：睡眠時(shí)心輸出量減少，周圍血壓略有下降。胃酸分泌一般是減少的，但在患十二指腸潰瘍的人則胃酸分泌增加。
    在NREM睡眠階段，全身肌肉是松弛的，而且隨著睡眠的加深，肌肉張力會(huì)越來越松弛，除每隔15－20分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)一次身體，或改換姿勢(shì)外，其他時(shí)間安臥不動(dòng)，也沒有眼球運(yùn)動(dòng)。內(nèi)臟活動(dòng)總的趨勢(shì)是副交感神經(jīng)活動(dòng)占優(yōu)勢(shì)，基礎(chǔ)代謝率降低10％－15％，心率減慢，每分鐘可減慢10－20次，血壓下降，收縮壓可降低10－30毫米汞柱，呼吸減慢，換氣量減少，胃腸蠕動(dòng)增加。這些內(nèi)臟活動(dòng)的改變隨著睡眠的加深而愈趨明顯。
    REM階段的生理變化比較復(fù)雜，有的學(xué)者將其分為兩種狀況，一種是沒有特殊活動(dòng)出現(xiàn)的基礎(chǔ)性狀況，另一種是有肌肉陣發(fā)運(yùn)動(dòng)和（或）內(nèi)臟活動(dòng)明顯變化的發(fā)作性狀況。在基礎(chǔ)狀態(tài)下，沒有骨骼肌的運(yùn)動(dòng)，全身肌張力高度松弛，內(nèi)臟活動(dòng)也處于相對(duì)平穩(wěn)的狀態(tài)。
    另一方面，貫穿著整個(gè)REM階段．又有很多次發(fā)作性的狀況出現(xiàn)，此時(shí)除了眼球快速運(yùn)動(dòng)外、面肌及四肢肌肉也可發(fā)生小的抽動(dòng)，有時(shí)還可出現(xiàn)嘴唇的吸吮動(dòng)作、喉部短促發(fā)聲和手足徐動(dòng)樣運(yùn)動(dòng)。內(nèi)臟活動(dòng)高度不穩(wěn)定，呼吸不規(guī)則，心率也經(jīng)常變動(dòng)，血壓可暫時(shí)性升高，有時(shí)升高40毫米汞柱之多，胃酸分泌增加，胎兒的胎動(dòng)增加。這就是為什么心肌梗死、卒中、潰瘍病穿孔和分娩容易在晚間發(fā)作，而且往往在REM階段發(fā)生的原因。
    此外，REM睡眠時(shí)，腦各個(gè)部分的血流量都比醒覺時(shí)明顯增加，以間腦及腦干最為明顯，大腦則以海馬及前聯(lián)合一帶增加較多。REM睡眠時(shí)腦部的耗氧量也比醒覺時(shí)明顯增加。
    生長激素的分泌在醒覺時(shí)較少，NREM睡眠期增多，&睡眠期分泌最多，而至REM睡睡眠期又減少，所以生長激素分泌的高峰期多數(shù)在前半夜。ACTH及皮質(zhì)類固醇的分泌夜間多于白天，在REM睡眠占優(yōu)勢(shì)的后半夜。