深睡眠是在睡眠过程中体内逐渐松弛至极难被唤醒的一种状态，同时腺垂体也开始分泌生长激素，有助于人体组织的快速修复。

根据睡眠时脑电波的变化和机体活动功能的表现，睡眠可以分为慢波睡眠和快波睡眠。成年人在睡眠开始后，首先进入慢波睡眠，持续80到120分钟后转入快波睡眠，约维持20到30分钟后再次进入慢波睡眠，整个睡眠过程中约有4到5次交替。慢波睡眠又可以分为四个时期：1）入睡期：为清醒与睡眠之间的过度时期，只能维持几分钟，是睡得最浅的一期，很容易被唤醒。在这一期，身体的生理活动速度开始降低，生命体征与新陈代谢逐渐减慢。2）浅睡期：此期约持续10到20分钟，仍能听到声音，容易被唤醒，身体的功能活动继续减慢，肌肉逐渐放松。3）中度睡眠期：大约持续15到30分钟，此期肌肉完全放松，生命体征数值下降，但仍然规则，身体很少移动，很难被唤醒。4）深度睡眠期：大约持续15到30分钟，此期身体完全松弛且无法移动，极难被唤醒，腺垂体分泌生长激素，人体组织愈合加快。慢波睡眠可促进生长和体力恢复。

当长期睡眠不足时，若让自然睡眠，则慢波睡眠，尤其是深度睡眠会明显增加，以补偿前阶段的睡眠不足。