Sen jest procesem złożonym i w zależności od cech indywidualnych osoby – zróżnicowanym. Dzieli się na etapy, tzw. fazy snu. Według klasyfikacji stadiów Amerykańskiej Akademii Medycyny Snu (2007) sen składa się z:
fazy NREM – sen o wolnych ruchach gałek ocznych,
– czyli faza szybkich ruchach gałek ocznych. Jest również określana snem paradoksalnym.
Obie powyższe fazy sny występują naprzemiennie, jednak czas ich trwania nie jest jednakowy. Wskaźnikami różnicy pomiędzy poszczególnymi cyklami są m.in.: ruchy gałek ocznych, rodzaj dominujących fal mózgowych, napięcie mięśniowe. Dzięki tym cechom można rozpoznać poszczególne fazy w badaniu snu (podczas polisomnografii).
Cykl snu składa się z następujących po sobie faz NREM i REM. Pierwsza z wymienionych faz może trwać od 80 do 100 minut. Po niej następuje intensywna faza REM, która trwa średnio ok.15 minut. Po zakończeniu REM, śpiący rozpoczyna pierwszą fazę snu lekkiego – w ten sposób cały cykl rozpoczyna się od nowa. Pełny cykl snu trwa przeważnie ok. półtorej godziny. W trakcie nocy faza snu głębokiego (N3) ulega skróceniu – najdłużej trwa niedługo po zaśnięciu, po czym praktycznie zanika. Jej miejsce zajmuje faza REM, która wydłuża się tym bardziej, im dłużej śpimy. Szacuje się, że czas trwania fazy REM może osiągać w szczytowych momentach nawet od 30 do 40 minut. >Przeciętna osoba dorosła potrzebuje około 5 cykli w ciągu nocy do optymalnego zregenerowania organizmu. To, w której fazie się przebudzi, może wpływać na samopoczucie i energię witalną.
Fazy snu mogą być zależne od kilku czynników, takich jak wiek danej osoby lub pora nocy. U niemowląt faza snu REM przeważa nad innymi fazami. Cykl snu rozpoczyna się właśnie od tej fazy, po czym następuje sen głęboki. Dlatego małe dzieci w czasie zasypiania często reagują na dźwięki i bodźce dochodzące z zewnątrz, przez proces usypiania niejednokrotnie trzeba wznawiać. Natomiast u osób dorosłych REM to zdecydowanie najkrótsza faza podczas snu.