Le chat a besoin d’entre 12 et 16 heures de sommeil, mais en général il dort plus, soit en moyenne 15 à 18 heures par jour. Il reste ainsi éveillé environ 8 à 12 heures, dont une partie de la nuit pour chasser.
Le chat est un animal avec une grande proportion de phases de sommeil paradoxal pendant lesquelles il rêve : la durée quotidienne de cette phase dure de 180 à 200 min chez le chat, contre environ 100 min pour l’homme[32]. C’est pour cette raison que le chat est fréquemment utilisé dans le cadre d’expérimentations sur les cycles du sommeil.
Durant les phases de sommeil paradoxal, l’activité électrique du cerveau, des yeux et des muscles est très importante[33] : plusieurs mouvements surviennent tels que l’agitation des vibrisses, les sursauts des pattes ou de la queue, le hérissement du pelage, le battement des paupières, le changement de position…
Il est à noter que ces phases de sommeil paradoxal sont très importantes chez le chat : cela lui permet de garder un équilibre au niveau mental (puisqu’il rêve de chasse, de ce qu’il fait durant le temps où il est éveillé)[34]. Ce sommeil paradoxal peut voir son temps augmenté par des repas échelonnés au cours de la journée. Durant ce sommeil paradoxal il est fort probable que le chat capture une proie imaginaire puisque il est possible d’observer chez certains individus quelques mouvements des membres qui évoquent des positions de chasse. Lorsque le chat entre dans une phase de sommeil paradoxal, le tracé de son encéphalogramme est analogue à celui de l’éveil malgré une totale perte de conscience : le système nerveux fonctionne probablement à vide, soit pour sélectionner et mettre en mémoire les événements de la journée, soit pour évoquer le souvenir des perceptions passées, d’où l’hypothèse que le sommeil paradoxal est un témoin de l’activité onirique[34].