Trong khi ngủ, cơ thể thư giãn và các cơ bắp không di chuyển, điều này ngăn người ngủ tự làm mình bị thương khi họ có những hành động bất thường trong khi ngủ có giấc mơ. Nhiều kết quả nghiên cứu khoa học cho thấy bóng đè thường xảy ra khi hormon trong cơ thể được tiết ra để ngăn cản giấc mơ tiếp tục. Tuy nhiên, lúc đó,  ý thức của con người đã hoàn toàn tỉnh táo, nhưng lại có cảm giác tê liệt và bị bóng đè. Muốn hiểu về nguyên nhân gây bóng đè, chúng ta cần biết: điều gì đã xảy ra trong khi ta đang ngủ. Nghiên cứu cho biết: giấc ngủ diễn ra theo chu kỳ, mỗi chu kỳ được chia làm 2 pha: pha ngủ nhanh (hay pha cử động mắt nhanh) và pha ngủ chậm. Bóng đè khi ngủ liên quan đến sự gián đoạn hoặc phân mảnh giấc ngủ mắt chuyển động nhanh (giấc ngủ REM). Cơ thể xen kẽ giữa pha cử động mắt nhanh và pha ngủ chậm (non-rapid eye movement - NREM).

Một chu kỳ REM-NREM kéo dài khoảng 90 phút và phần lớn thời gian dành cho việc ngủ là ở NREM. Trong thời gian NREM, cơ thể thư giãn. Trong thời gian REM, mắt di chuyển nhanh, nhưng cơ thể được thư giãn. Giấc mơ xảy ra vào thời điểm này. Hiện tượng bóng đè xảy ra khi sự bất động cơ thể trong pha ngủ nhanh vẫn tiếp tục duy trì, trong khi não bộ đã “thức giấc” rồi. Các khu vực của bộ não phát hiện các mối đe dọa đang ở trạng thái cao và quá nhạy cảm.