Wie jedes Säugetier müssen Delphine schlafen. Es schläft häufig den ganzen Tag über in kurzen Zeiträumen, um insgesamt etwa 8 Stunden Ruhe pro Tag zu sammeln.
Ein Delphin schläft auf eine von drei allgemeinen Arten: (a) in der Nähe der Oberfläche mit freiliegendem Blasloch, (b) auf dem Boden seiner Umgebung ruhen, gelegentlich aufstehen, um zu atmen, oder (c) schwimmen in einem langsamen Kreis, der als „Muster“ oder „stereotypes“ Schwimmen bezeichnet wird, wie im folgenden Video gezeigt.
Seine Atmung ist freiwillig (er muss sich daran erinnern zu atmen, im Gegensatz zu dem Menschen, der völlig bewusstlos atmen kann) und würde ertrinken, wenn er in den REM-Schlaf (schnelle Augenbewegung oder Tiefschlaf) geht. Daher muss das Gehirn des Delfins im Schlaf wachsam genug bleiben, um weiter atmen zu können.
Es wurde durch EEG-Tests (Elektroenzephalogramm) bewiesen, bei denen die Gehirnwellen untersucht werden, dass die Hälfte des Gehirns „abgeschaltet“ wird. Die abgeschaltete Hemisphäre ruht, während die Hälfte, die nicht wachsam ist, für Raubtiere (in freier Wildbahn) wach bleibt und das Tier an das Atmen erinnert.
Kein bekanntes Landsäugetier kann gleichzeitig schlafen und sich visuell koordinieren. Während die linke Seite des Gehirns die rechtsseitigen Körperaktivitäten steuert und umgekehrt, schläft der Delphin mit geschlossenem Auge gegenüber der Seite des ruhenden Gehirns. Diese Funktion wird als „Augenverbindung“ bezeichnet.
Darüber hinaus haben weitere Forschungen erwiesen, dass in Gefangenschaft lebende Delfine nachts und an der Oberfläche häufiger schlafen als wilde Delfine. In Gefangenschaft ist die Unterbrechung der Schlafmöglichkeiten am Tag aufgrund der Interaktion mit Tierpflegern und der Öffentlichkeit wahrscheinlich für diesen Unterschied in den Schlafmustern verantwortlich.