微小睡眠是相對正常睡眠而言的，是從腦電圖中才能看到的睡眠變化，一般時間很短暫，僅有1秒到幾秒。
在清醒的腦電波圖中，時時會穿插進一小段睡眠波。這種微小睡眠的生理意義又是起保護作用和警戒作用。當大腦極度疲勞時，皮層神經細胞可以交替、短暫地獲得休息，這對處于極度疲勞狀態中的神經細胞是一種保護。當微小睡眠時間延長到一定程度，人就要打呵欠，再嚴重些就要打瞌睡了，此時的睡眠也就不能再稱作微小睡眠了。
從本質上說，微小睡眠時，只是在大腦皮層及深部腦組織中，有少量散在的神經細胞處于抑制狀態。當微小睡眠出現的頻度越來越高時，人也就將要進入睡眠狀態了。人在工作過程中甚至走路時都會出現微小睡眠。對于某些工作，由于工作性質的要求不同，應在工作前保證充足的睡眠，以避免因工作中出現微小睡眠而發生事故。