裹著嬰兒的緊密包布隨著沉睡嬰兒的呼吸動作，
時而規律、平穩地升降，時而斷續、突兀地大起伏，
視者奇怪似乎有兩種睡眠狀態？
「莊周夢蝶」的故事揭露睡者的不覺經驗，意即個人知覺自身的睡眠狀態總是需在隨後的清醒中才能得到確認。
雖然大部份睡者不可能告知旁觀者其正在睡覺或其正在那一種睡眠狀態，然而透過長時的觀察，旁觀者漸能判別睡者當時的覺醒程度。
從事觀察睡者行為的結果發現睡眠是不同於清醒，因為在動作上睡眠時閉眼且肢體不動；更且對外界的各種感官刺激都不反應或反應的敏感度變差；睡眠時甚至會有特定的姿勢但對肢體的支撐力變差〈例如坐著睡著時，如果頭部無外界物體支撐則會向側邊或前後傾斜〉；而睡眠又不同於昏迷，因為稍強的感官刺激就足以使睡者醒來。
觀看入睡的過程，剛開始時所見是個體逐漸進入平穩的狀態：閤眼、呼吸緩慢而規律、皮膚因流汗而顯濕潤、四肢肌肉放鬆、姿勢變化減少。這樣的平穩狀態在成人夜晚入睡後持續約60至90分鐘；隨後可見睡者閤眼下的眼球快速轉動、呼吸轉為斷續不規律、肢體肌肉雖仍放鬆但偶有手指、嘴角抽動現象；而經歷短暫的數分鐘後睡者變換姿勢又進入平穩睡眠的狀態。整晚睡眠就由平穩與變動兩睡眠狀態交替呈現3至6次，而隨著睡眠時間的進程，變動睡眠狀態展現的時間越來越長而平穩睡眠狀態的時間越來越短。
早期的睡眠行為觀察只能依賴觀察者自身肉眼觀察的敏感度及克服晚上睏睡的毅力。在照相及連續攝錄影的設備相繼發展下，現代的睡眠行為觀察可借助器材做整夜甚至多夜的觀察及記錄。除了行為觀察外，早在西元1930年代就已經可以利用腦波儀(electroencephalograph)記錄腦波來分辨「睡」與「醒」。現今的睡眠研究實驗室及睡眠診所除了以連續攝錄影器材來輔助睡眠行為的記錄，另外更應用生理訊號記錄儀器來幫助判別睡眠的不同狀態。人類睡眠記錄必備的基本生理測量指標有腦波圖(electroencephalogram,EEG)、肌電圖(electromyogram,EMG)、眼動圖(electrooculogram,EOG)；另外依個別對睡眠生理及行為的關注，選擇配搭使用其他紀錄器如測量心電圖(electrocardiogram,ECG)、體溫、呼吸、體姿、血壓、血氧、血二氧化碳、胃腸pH值、陰莖勃起、鼾聲......等。有關腦波圖、肌電圖、眼動圖、及其他生理訊號的記錄方式於下做進一步介紹。