Hirnströme sind die Summe der elektrischen Aktivitäten der Großhirnrinde, die mit Elektroden auf der Kopfhaut gemessen werden können. Das menschliche Gehirn besteht aus Milliarden von Nervenzellen, den so genannten Neuronen, die über elektrische Impulse miteinander kommunizieren. Jede der unzähligen elektrochemischen Entladungen unserer Nervenzellen erzeugt normalerweise ein winziges elektromagnetisches Feld (die Hirnströme) mit einer Frequenz zwischen einer und 40 Schwingungen pro Sekunde (in Ausnahmesituationen auch bis zu 100 Hz und mehr).
Die Gesamtheit dieser Signale ergibt die sogenannten Gehirnwellen, welche sich je nach Schwingungsspektrum in vier unterschiedliche Typen von Gehirnwellten unterteilt. Man nennt sie Deltawellen, Thetawellen, Alphawellen und Betawellen. Anhand der verschiedenen Gehirnwellen lässt sich der Schlaf in verschiedene Phasen fragmentieren und es können daraus Schlafprofile abgeleitet werden.