Giấc ngủ REM là giai đoạn ngủ đặc trưng bởi chuyển động mắt nhanh, giấc mơ sống động, gần như mất trương lực cơ hoàn toàn và hoạt động sóng não giống như khi thức. Nó chiếm khoảng một phần năm thời gian ngủ đêm bình thường ở người lớn khỏe mạnh.

Các giai đoạn ngủ REM lặp lại nhiều lần trong đêm, kéo dài hơn về phía sáng. Mắt chuyển động nhanh dưới mí mắt nhắm nghiền; nhịp tim và nhịp thở trở nên không đều; cơ thể gần như bị tê liệt, ngăn cản việc diễn ra giấc mơ. Hầu hết các giấc mơ kể chuyện được ghi nhận từ những lần thức giấc ở giai đoạn này. Giấc ngủ REM dường như hỗ trợ củng cố trí nhớ, xử lý cảm xúc và các khía cạnh phát triển của não bộ.

Thiếu ngủ REM dẫn đến hiện tượng phục hồi, trong đó tỷ lệ giấc ngủ REM tăng lên vào những đêm tiếp theo. Một số thuốc chống trầm cảm ức chế giấc ngủ REM. Các rối loạn như rối loạn hành vi giấc ngủ REM cho phép thực hiện các hành động thể chất trong giấc mơ vì sự tê liệt bình thường không còn tác dụng. Giai đoạn này vẫn là một trong những đặc điểm nổi bật và được nghiên cứu chuyên sâu nhất của giấc ngủ ở động vật có vú.

Khi mắt chuyển động nhanh và tâm trí tràn ngập những giấc mơ trong khi cơ thể vẫn bất động, người ngủ đang ở giai đoạn REM.