Wenn wir nachts einschlafen, kommt es zu Veränderungen in einer Reihe von physiologischen Prozessen. Mit anderen Worten, viele Dinge verändern sich in unserem Körper, wenn wir einschlafen. So verändern sich zum Beispiel die Gehirnaktivität, die Herzfrequenz und der Muskeltonus. Darüber hinaus gibt es mehr als nur zwei Zustände (Wachen und Schlafen). Der Schlaf kann sogar noch weiter unterteilt werden. Erwachsene erleben einen Schlaf ohne schnelle Augenbewegungen (NREM), der sich in N1 (die leichteste Schlafphase), N2 (etwas tieferer Schlaf) und N3 (Tiefschlaf) unterteilen lässt. Außerdem erleben wir den REM-Schlaf (Rapid Eye Movement), bei dem unser Körper paralysiert ist, während sich unsere Augen schnell bewegen – daher der Name “Rapid Eye Movement”. Im Laufe der Nacht durchlaufen wir diese verschiedenen Schlafstadien, wobei wir vom NREM- in den REM-Schlaf übergehen. Jeder Zyklus dauert bei Erwachsenen normalerweise zwischen 90 und 110 Minuten.
Im Gegensatz zu den Schlafzyklen, die Erwachsene erleben, können sie bei Babys ganz anders aussehen. Zunächst einmal erleben Babys diese verschiedenen Schlafstadien nicht. Stattdessen kann man bei Neugeborenen nur zwischen dem so genannten “aktiven” und dem “ruhigen” Schlaf unterscheiden. Der aktive Schlaf ähnelt dem REM-Schlaf, allerdings sind Babys in dieser Phase unruhig und zuckend. Der ruhige Schlaf ähnelt dem NREM-Schlaf – aber bevor ein Baby sechs Monate alt ist, ist es nicht möglich, zwischen N1, N2 und N3 zu unterscheiden, wie es bei Erwachsenen der Fall ist.
Die Schlafzyklen von Säuglingen unterscheiden sich auch in anderer Hinsicht. So ist der Schlafzyklus eines Säuglings in der Regel kürzer als der Schlafzyklus eines Erwachsenen. Ein Frühgeborenes braucht nur halb so lange wie ein Erwachsener, um einen Schlafzyklus abzuschließen (nur 45 bis 60 Minuten). Außerdem ist die Reihenfolge der Schlafzyklusphasen bei einem jungen Baby anders als bei einem Erwachsenen. Bei Säuglingen beginnt der REM-Schlaf (aktiver Schlaf) vor dem NREM-Schlaf (ruhiger Schlaf), während es bei Erwachsenen umgekehrt ist.
Im Jugendalter sind die Schlafzyklen in etwa gleich lang wie die von Erwachsenen, obwohl sich die Zusammensetzung der verschiedenen Schlaftypen im Laufe des Lebens weiter verändert, wobei der Schlaf bei älteren Erwachsenen leichter wird.