人在睡眠状态下，脑波会呈现不同的变化。在催眠状态下，根据催眠状态以及受到暗示的不同，脑波也会发生变化。
催眠时与睡眠时的脑波不同
人一旦入睡，脑波的频率会变得比觉醒时还慢。首先，在浅度睡眠状态下，脑波会变为θ波，而在深度睡眠状态下，会出现δ波。与此相对，在催眠状态下，根据催眠状态的性质以及受到的暗示内容的不同，脑波也会发生变化。
在被诱导进入催眠状态的阶段，我们主要会看到β波。这是在觉醒状态下思考问题时也会出现的一种脑波。在被诱导进入催眠状态的过程中，受试者一旦逐渐放松下来，就会出现α波。α波对身心健康有益。这是一种人们在神清气爽或者心平气和的时候出现的脑波。
受试者一旦进入非常放松的深度催眠状态，θ波就会发生变化，与浅度睡眠是相同的。受试者如果就此转入催眠性睡眠，δ波也会出现。但是，一旦催眠师提问题让受试者回答，或者让其做某些动作，即使进入了深度催眠状态，脑波也会立即恢复为β波。
如上所述，催眠状态下的脑波会根据暗示或者进行某种行动而发生变化，从这一点我们也能够了解到催眠与睡眠是不同的概念。这一点在测定E D A（皮肤电反应）时也是一样，而且呼吸、心跳频率等也是相同的。此外，睡眠时膝跳反射（敲打膝盖时脚尖自动跳起的现象）会减弱或者消失，但是催眠时与觉醒时相比，没有什么变化（但是在马上就要睡着的时候似乎会减弱）。