レム睡眠は睡眠段階の一つで、閉じたまぶたの下で眼球がきょろきょろと動く急速眼球運動（REM：Rapid Eye Movement）を伴うことから、REM（レム）睡眠と呼ばれています。レム睡眠中、身体は休息した状態ですが、脳の活動は起きている状態に近く、記憶の整理などを行っていると考えられています。
対して、急速眼球運動を伴わない睡眠をノンレム睡眠（Non-REM）といいます。ノンレム睡眠中の大脳は休息していると考えられ、脳や体の疲労を回復するために重要な役割を果たすとされています。
睡眠中にはノンレム睡眠とレム睡眠が交互に現れ、これが数回繰り返されます。
動物の中でも、哺乳類と鳥類にはレム睡眠とノンレム睡眠があることが確認されています。睡眠の周期は動物の種類によって異なり、鳥類はレム睡眠が非常に短いとされています。
哺乳類では、肉食動物は草食動物に比べてレム睡眠が長く、犬や猫は人間に比べてノンレム睡眠の時間が短い傾向があります。
