El sueño de movimientos oculares rápidos (MOR), sueño paradójico o sueño sincronizado, es uno de los dos estadios del sueño. Es el momento en que el individuo está más relajado, aunque es relativamente fácil despertarlo, de ahí su nombre de paradójico. Empieza aproximadamente una hora y media después de haberse dormido. Sus características son: respiración rápida y superficial, discreta aceleración del ritmo cardiaco, excitación sexual (en ocasiones una polución nocturna) y fenómeno de ensoñación. Durante esta fase los ojos se mueven rápidamente y la actividad de las neuronas del cerebro se asemeja a la de cuando se está despierto, por lo que también se le llama sueño paradójico (sommeil paradoxal en francés). La relación entre los sueños y la fase MOR fue descubierta por Eugene Aserinsky y Nathaniel Kleitman en 1953. Durante el sueño REM el trazado electroencefalográfico se asemeja al que registramos en vigilia. La supresión selectiva de esta fase, en animales de experimentación, termina provocando graves trastornos de conducta, y agresividad.

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Rapid eye movement sleep (REM sleep, REMS) is a unique phase of mammalian sleep characterized by random movement of the eyes, low muscle tone throughout the body, and the propensity of the sleeper to dream vividly. This phase is also known as paradoxical sleep (PS) and sometimes desynchronized sleep because of physiological similarities to waking states, including rapid, low-voltage desynchronized brain waves. Electrical and chemical activity regulating this phase seems to originate in the brain stem and is characterized most notably by an abundance of the neurotransmitter acetylcholine, combined with a nearly complete absence of monoamine neurotransmitters histamine, serotonin, and norepinepherine. The cortical and thalamic neurons of the waking or paradoxically sleeping brain are more depolarized—i.e., can "fire" more readily—than in the deeply sleeping brain. The right and left hemispheres of the brain are more coherent in REM sleep, especially during lucid dreams. REM sleep is punctuated and immediately preceded by PGO (ponto-geniculo-occipital) waves, bursts of electrical activity originating in the brain stem. These waves occur in clusters about every 6 seconds for 1–2 minutes during the transition from deep to paradoxical sleep. They exhibit their highest amplitude upon moving into the visual cortex and are a cause of the "rapid eye movements" in paradoxical sleep. Brain energy use in REM sleep, as measured by oxygen and glucose metabolism, equals or exceeds energy use in waking. The rate in non-REM sleep is 11–40% lower.

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