Il sonno REM è anche chiamato sonno paradossale perché in questo stato, il dormiente è difficile da svegliare nonostante mostri le onde cerebrali associate al risveglio, da qui il termine paradossale, poiché lo stato stesso è alquanto contraddittorio. Il sogno si verifica durante il sonno REM.
REM sta per movimento rapido degli occhi, che è la caratteristica principale dello stato di sonno; I REM si verificano all'incirca ogni 90 minuti e, anche se molto è ancora sconosciuto riguardo ai REM, è vitale per la funzione umana. Durante il REM, i dormienti sperimenteranno la paralisi del sonno, i sogni e le onde cerebrali EEG, che indicano il risveglio anche se il dormiente non rischia di svegliarsi durante questo periodo.