Ein Definitionsmerkmal des Schlafes ist die verzögerte, verminderte oder fehlende Reaktion auf Reize. Auch wenn die Verhaltensantwort auf Reize im Schlaf eingeschränkt ist, lösen diese im Schlaf psychophysiologische Veränderungen aus, und die Art der Reizantwort lässt Rückschlüsse auf die Festigkeit und die Tiefe des Schlafs zu. Reize von unterschiedlicher Qualität und Bedeutung für die schlafende Person werden als Hinweis auf eine auch im Schlaf bestehende Selektion und Bewertung von Reizen unterschiedlich beantwortet. Schließlich können wiederholt im Schlaf dargebotene Reize habituiert werden, das heißt, es tritt Gewöhnung auf die Fähigkeit ein, Reiz-Reaktions-Verbindungen im Schlaf zu erlernen. Die Reaktion auf Reize im Schlaf kann je nach Fragestellung sowohl als Veränderung im Verhalten, in physiologischen Abläufen oder in der kognitiven Verarbeitung untersucht werden.