Los estados y las fases del sueño humano se definen según los patrones característicos que se observan mediante el electroencefalograma (EEG), el electrooculograma (EOG, una medición de los movimientos oculares) y el electromiograma de superficie (EMG). La polisomnografía consiste en el registro de estos parámetros electrofisiológicos que definen los estados de sueño y de vigilia.