Rüyaların bilimsel incelemesine Oneiroloji deniliyor ve adını Yunan ilahı Oneiros’tan alıyor. Oneiros, “Rüya” demektir. Rüyanın ne olduğu ve nasıl gerçekleştiği, bilimsel olarak hala aydınlatılamayan bir sır. Biyolojik olarak işleyişi konusunda yeterli bilgi yok. Rüyayı “Duyusuz Algı” diye tanımlamak yaygındır zira duyu, dünyasal ve yaşamsaldır. Rüyada iken dünya koşullarının verdiği duyulardan uzaktayız. Uyurken beden olarak bir hareketsizlik durumundayız ve duyularımızı bilinçli kullanıma kapatırız. Bedenin ve zihnin dünya etkilerinden ayrılıp, dinlenmeye çekilmesi bütün organizmalar için gereklidir. İnsanlar ve tüm hayvanlar mutlaka uyumak zorundalar. Sadece balıkların ve gözkapağı olmayan hayvanların uykuları konusunda tereddütler vardır. Memeliler içinde Yunusların uykusu ilginçtir. Yunusların beyinlerinin bir tarafıyla uyuyup, diğer tarafıyla uyanık kaldıkları tespit edilmiştir.
Klasik bilgilere göre, ömrümüzün altı yılını rüyalar oluşturuyor. Rüya zamanı ile dünyasal zaman birbirine aynı değildir. Saniyelerle ifade edilen zaman içerisinde rüya gören birisinin anlattıkları bazen roman olacak kadar uzun ve yoğundur. Rüya görmenin zamanı konusunda bile ortak bir bilgi oluşturulamamıştır.
Bazı bilim adamları en uzun rüyanın doksan saniye, bazıları da saatlerce görüldüğünü iddia eder. Rüyanın objektif olarak en büyük delili, uyumakta olan kimsenin hızlı göz hareketleridir. REM sırasında göz hareketlerinin başladığı ve bittiği devrenin çeşitli bölümlerinde uyandırılan kişilerin rüya görmüş oldukları tespit edilmiştir. Ömrü boyunca hiç rüya görmediklerini iddia eden kişiler göz hareketlerinin başladığı anda uyandırıldığında, bu kişiler, hayret ve şaşkınlık içinde ilk defa rüya gördüklerini söylediler. Bu sonuca göre herkes rüya görür ama bazı kişiler rüyalarını hatırlamakta güçlük çekerler.