Unisykli on toistuva jakso, jonka aikana nukkuja käy läpi eri univaiheet. Yksi unisykli kestää tyypillisesti noin 90 minuuttia, ja yön aikana käydään läpi 4–6 unisykliä. Jokainen sykli koostuu non-REM-unen vaiheista (kevyt uni ja syvä uni) sekä REM-unesta.

Unisykli alkaa tyypillisesti kevyellä unella (non-REM vaihe 1 ja 2), etenee syvään uneen (non-REM vaihe 3) ja päättyy REM-uneen. Yön ensimmäisissä sykleissä syvän unen osuus on suurempi, kun taas yön loppupuolella REM-unen osuus kasvaa ja syvän unen osuus pienenee.

Jokainen univaihe palvelee eri tarkoitusta. Syvä uni on tärkeää fyysiselle palautumiselle ja kasvuhormonin eritykselle, kun taas REM-uni on olennaista muistin konsolidoinnille, oppimiselle ja tunne-elämän käsittelylle. Kevyt uni toimii siirtymävaiheena muiden vaiheiden välillä.

Unisyklien ymmärtäminen auttaa optimoimaan unta. Herääminen kevyen unen aikana tuntuu helpommalta kuin syvästä unesta herääminen. Siksi herätysajan asettaminen 90 minuutin jaksojen mukaan (esimerkiksi 6, 7,5 tai 9 tuntia nukahtamisesta) voi auttaa herätystä virkeämpänä.