Tidur REM adalah tahap tidur yang ditandai dengan gerakan mata yang cepat, mimpi yang jelas, atonia otot yang hampir total, dan aktivitas gelombang otak yang menyerupai keadaan terjaga. Tahap ini menempati sekitar seperlima dari waktu tidur malam normal pada orang dewasa yang sehat.

Periode tidur REM berulang beberapa kali sepanjang malam, dan semakin lama menjelang pagi. Mata bergerak cepat di bawah kelopak mata yang tertutup; detak jantung dan pernapasan menjadi tidak teratur; tubuh pada dasarnya lumpuh, mencegah terwujudnya mimpi. Sebagian besar mimpi naratif dilaporkan terjadi saat terbangun pada tahap ini. Tidur REM tampaknya mendukung konsolidasi memori, pemrosesan emosi, dan aspek perkembangan otak.

Kurangnya tidur REM menyebabkan peningkatan kembali proporsi REM pada malam-malam berikutnya. Antidepresan tertentu menekan REM. Gangguan seperti gangguan perilaku tidur REM memungkinkan tindakan fisik yang mewujudkan mimpi karena kelumpuhan normal gagal. Tahap ini tetap menjadi salah satu fitur tidur mamalia yang paling khas dan paling banyak dipelajari.

Ketika mata bergerak cepat dan pikiran dipenuhi mimpi sementara tubuh tetap diam, orang yang tidur berada dalam fase REM.