A maioria dos conhecimentos acerca do sono e seus estágios veio através da polissonografia, que atua como uma espécie de "radiografia" do sono. Consiste em diversos tipos de registros, como o electroencefalograma -EEG (ondas elétricas do cérebro), o electro-oculograma -EOG (movimentos dos olhos), electromiografia -EMG (tensão muscular), electrocardiograma -ECG (ondas elétricas do coração), movimentos respiratórios e a oxigenação do sangue.