Sen to stan czynnościowy ośrodkowego układu nerwowego, cyklicznie pojawiający się i przemijający w rytmie dobowym, podczas którego następuje zniesienie świadomości i bezruch. Fizjologiczny sen charakteryzuje się pełną odwracalnością pod wpływem czynników zewnętrznych – w przeciwieństwie do śpiączki. Przeciwieństwem stanu snu jest stan czuwania. Zapotrzebowanie na sen u ludzi zależy od wieku, przy czym generalnie im młodsza jest osoba, tym więcej snu potrzebuje. U noworodka i małego dziecka sen jest podzielony na kilka części – u osoby dorosłej natomiast taki podział raczej nie występuje. Zapotrzebowanie na sen jest też cechą indywidualną, zależną od genów. Zwykle dorosłe osoby potrzebują około 6-8 godzin pełnego snu na dobę. Mózg nastolatków podlega jednak znaczniejszym zmianom i prawdopodobnie wymagają one przynajmniej 9 godzin snu na dobę, do efektywnego funkcjonowania.

Rytm zapadania w sen jest regulowany poprzez natężenie światła, oraz poprzez bodźce społeczne. Stosowność zaśnięcia w zależności od emocji (brak zagrożenia) i odczuwania głodu reguluje oreksyna.

Sen dzieli się na dwie główne fazy:

Sen o wolnych ruchach gałek ocznych (skrót: NREM ); inna nazwa: sen wolnofalowy. W fazie tej pojawiają się fale delta aktywności elektrycznej mózgu.
Sen REM – jest to sen o szybkich ruchach gałek ocznych (skrót: REM), inna nazwa: sen paradoksalny. W tej fazie występują najczęściej marzenia senne. Następuje w niej całkowite rozluźnienie ciała, ponieważ most, będący elementem pnia mózgu, odcina jego wpływ na mięśnie.

Sen jest niezbędny do życia i prawidłowego przebiegu procesów psychicznych. Już jedna nieprzespana noc obniża sprawność psychofizyczną. Brak snu przez dłuższy czas powoduje szereg negatywnych efektów psychicznych i fizjologicznych:

zaburzenia nastroju
utrudnione skupienie uwagi
spowolnienie reakcji
spadek motywacji
przecenianie swoich umiejętności i podwyższoną skłonność do podejmowania ryzyka
spadek zdolności twórczego myślenia i umiejętności podejmowania złożonych decyzji

Długotrwała deprywacja snu lub zaburzenia fazy REM mogą prowadzić do stanów zbliżonych do psychozy, halucynacji oraz stanów paranoidalnych. Zaburzenia fazy REM występują także przy alkoholizmie.
Upośledzenie aktywności układu immunologicznego – zaburzenia w liczbie białych krwinek, upośledzenie aktywności limfocytów, w tym cytotoksycznych typu natural killer, które normalnie zwalczają nieprawidłowe komórki.

Zaburzenia snu
Zaburzenia snu według ICD-10:

nieorganiczne zaburzenia snu F51
bezsenność nieorganiczna
hipersomnia nieorganiczna
nieorganiczne zaburzenia snu i czuwania
somnambulizm
lęki nocne
koszmary senne
zaburzenia snu G47
zaburzenia w rozpoczynaniu i trwaniu snu
zaburzenia snu z nadmierną sennością
zaburzenia rytmu snu i czuwania
zespół opóźnionej fazy sennej
nieregularny rytm snu i czuwania
bezdech senny (ośrodkowy, obturacyjny, mieszany)
narkolepsja i katapleksja
zespół Kleinego-Levina
Zaburzenia snu według DSM-IV:

dyssomnie (zaburzenia ilości, jakości lub pory snu i czuwania)
bezsenność
hipersomnia
narkolepsja
zaburzenia oddychania podczas snu
parasomnie
koszmar senny
lęki nocne
somnambulizm
bruksizm
zaburzenia dobowego rytmu snu i czuwania

Obiektywnym wskaźnikiem bezsenności jest krótki czas najgłębszego stadium snu, wolnofalowego. Bezsenność często jest objawem nerwicy lub depresji. W czasie snu zmienia się częstotliwość fal mózgowych. Zanikają szybsze rytmy beta i alfa, pojawiają się wolniejsze rytmy theta i delta. Wykorzystanie niektórych rejonów mózgu jest znacznie większe podczas snu niż podczas czuwania.