人体的许多生理活动都按一定的时间顺序而发生变化，这种变化的节律称为生物节律。如成年人的觉醒和睡眠每 24 小时交替一次；体温在清晨 0～4 时最低，下午 2～5 时最高；血压在凌晨 1～2 时最低，清晨 6～8 时和下午 5～6 时出现两次高峰。

生物节律除了以 24 小时为一个周期的波动（称为日节律）外，还有以月为周期的长节律，如妇女的月经周期；或短于 24 小时的短节律。生物节律的控制中心被称为“生物钟”。目前已知下丘脑的视交叉上核（一个很小的神经细胞聚集区域）的活动与日节律有关。外界的光线通过眼球视网膜投射到视交叉上核，因此环境的昼夜光照变化可以影响视交叉上核的活动，使机体许多功能的日节律与外环境的昼夜节律统一起来。

但实际上“生物钟”控制的内源性日节律的周期比 24 小时略长，如果人生活在一个消除光线、时间、声音等干扰因素的暗室内，则觉醒－睡眠周期约为 25 小时，老年人缩短到 24.3 小时。这样的周期称为自由运转周期。

但是人生活在自然界的昼夜周期内，可以将内源性自由运转周期校正到 24 小时。一个人的日节律常常可以受到干扰，例如乘飞机从上海飞行到美国纽约的旅行者，在到达纽约后的最初几天常发生夜间失眠，白昼嗜睡的“时差”反应，这就是因为体内的“生物钟”尚未校正到当地的时间，而这种校正常常需要数天。

短节律的周期短于 24 小时，又往往是 24 小时的约数：如 12 小时、4 小时、1.5 小时、1 小时和 0.75 小时等。

近年发现觉醒－睡眠周期应该属于 12 小时节律，睡眠在清晨 2 时和午后 2 时有两个高峰。日本和北美相继发现午后 2～3 时易发生车祸，因过度疲劳而猝死的病例增多，因此认为午睡仍属必要。

0.75 小时（45 分钟）节律可见于婴儿的基本休息－活动周期；成年人的休息－活动周期延长至 1.5 小时（90 分钟节律）。例如在白昼，平均每隔 90 分钟可出现注意力涣散、打哈欠。在处于紧张、烦躁时，这种节律可缩短到 60 分钟，及至 45 分钟。

在夜间睡眠时，平均每隔 90 分钟出现一次短暂的呼吸、心跳加快，血压升高，肢体抽动，做梦及眼球快速转动，这时脑电波记录中出现频率较快的类似觉醒时的脑电波波形，因此又称为快波睡眠。这种快波睡眠每晚出现 4～6 次，每次持续 20 分钟左右。

激素分泌表现的日周期现象更多。皮质醇和促肾上腺皮质激素分泌的高峰时间在上午 6～11 时，而分泌低谷时间在下午 6～11 时。褪黑素分泌的低谷在白昼，而峰值则在夜晚。褪黑素可使体内的生物节律与昼夜节律保持一致，因此由“时差”引起的机体功能紊乱可以在口服褪黑素后得到恢复或重建。

与觉醒－睡眠周期关系密切的是生长激素，它在觉醒状态时分泌较少，入睡后 90 分钟分泌达到高峰，并持续 1.5～3.5 小时；午睡时，如果入睡较深也可出现生长激素分泌增加。生长激素的功能是促进生长和恢复体力。