自然眠的评估通常依据身体活动的减少和感觉敏感度的降低。这些指标表明，当身体进入慢波相的第3、4期时，睡眠深度开始加深，这一阶段被认为是深睡时期。然而，异相睡眠的深度测定较为复杂，尽管它伴随着肌张力的松弛，以及全身性翻转和手指抽动，这些反应表明睡眠者对外界无关刺激的反应减弱。只有当刺激具有特殊含义或与梦境内容相关时，异相睡眠者才会容易被唤醒，显示出与觉醒状态类似自主神经活动特征。尽管如此，精确判断睡眠深度仍然具有挑战性，目前的研究倾向于将异相睡眠和慢波相视为两个独立的阶段。睡眠过程中的自主神经系统活动并非固定不变，例如，体温在睡眠开始时下降，大约5至6小时后达到最低点，随后逐渐回升。尽管有人认为在睡眠中仍能学习口述材料，但脑电图研究表明，此时人们处于一种朦胧状态，学习能力可能并未达到完全清醒的状态。梦呓通常发生在慢波睡眠的第2期，而梦游则几乎总是发生在慢波第4期。值得注意的是，这两种现象与梦境内容的关联性并不明显。总的来说，自然眠的评估涉及多方面的生理和心理变化，深度测定需要综合考虑多个睡眠阶段的特点和反应。
