In einem Schlaflabor wird der Schlaf der Patienten mittels Polysomnographie untersucht. Es gibt speziell ausgestatte Zimmer für die Patienten mit einem meist angrenzenden “Überwachungsraum”, in dem sich die notwendigen Geräte zur Aufzeichnung befinden.
Während der Patient schläft werden kontinuierlich die verschiedensten Körperfunktionen aufgezeichnet. Je nach Diagnosestellung sind das z. B. Atmung, Augenbewegungen, Hirnströme, Muskelspannung oder die Sauerstoffsättigung im Blut. Diese Messwerte fließen in ein individuell erstelltes Schlafprofil ein, das die einzelnen Schlafphasen (z. B. REM-Schlaf, Tiefschlaf, Aufweckreaktionen) genau auswertet. Anhand dieses Schlafprofils können Ursachen der Schlafstörungen aufgedeckt werden.