Si definisce insonnia lo stato in cui una persona percepisce il proprio sonno come insufficiente o insoddisfacente; in altre parole quando non riesce a trarre beneficio dal riposo perchè dorme troppo poco oppure dorme male. Per meglio comprendere l'insonnia va ricordato che il sonno non è uno stato passivo, completamente distaccato dalla realtà. Infatti, seppur in maniera elementare, il cervello mantiene le percezioni sensoriali, e stimoli visivi, uditivi o tattili sono in grado di interrompere il sonno. Mentre si dorme, inoltre, il cervello non riposa, ma elabora gli stimoli raccolti nel corso della giornata e predispone in pratica l'attività cerebrale allo stato di veglia. Il sonno è quindi un processo in continuità con la veglia, biologicamente necessario per consentire all'organismo di adattarsi all'ambiente circostante. Tutto ciò che altera l'equilibrio sonno-veglia diventa fonte di disagio, con pesanti ricadute sulle attività quotidiane: l'insonne infatti lamenta sonnolenza, difficoltà di concentrazione e nervosismo.

Il sonno è il risultato di un processo complesso che può essere interrotto da fattori disturbanti esterni e ambientali o anche da disordini interni all'organismo. In una notte di riposo ideale si comincia con una fase (stadio 1) di passaggio dalla veglia al sonno (dormiveglia) che mostra un'attività cerebrale lenta, come evidenziato dal tracciato dell'elettroencefalogramma (EEG). Nello stadio successivo (stadio 2) si passa al sonno vero e proprio, con completa perdita della coscienza e con ulteriore rallentamento dell'attività registrata con l'EEG e comparsa di fusi del sonno e di complessi K, segnali che hanno origine in strutture cerebrali profonde. Seguono poi gli stadi 3 e 4 (sonno delta) che sono caratterizzati da onde lente ad ampio voltaggio e da sonno profondo. Una fase molto importante è quella del sonno REM (Rapid Eye Movements) che in un giovane adulto inizia circa 90 minuti (latenza del REM) dopo l'addormentamento. L'EEG mostra un'attività cerebrale rapida e l'elettro-oculogramma registra scariche di movimenti oculari rapidi; è questa la fase in cui si sogna.