Unehäirete uurimiseks kasutatakse une elektroentsefalogrammi (EEG). Kui valu välja jätta, on unehäired haiguse levinuim sümptom ja une-EEG-d kasutatakse tavaliselt selleks, et teha kindlaks, kas patsient läbib kõik viis une taset. EEG-aparaat tuvastab ja mõõdab ajutegevust, mis näitab erinevatel unetasemetel erinevaid mustreid.
Inimese aju koosneb rakkudest, mis peavad olema võimelised infot edastama. Nad teevad seda nõrkade elektriliste impulsside abil, mida EEG suudab tuvastada ja hinnata. Kui inimesel tehakse une-EEG-d, kinnitatakse tema peanahale väikesed elektroodid. Elektroodid edastavad elektriimpulsside aktiivsuse EEG-masinasse, mis seejärel esitab teabe, tavaliselt graafiku kujul.
Unetsükleid iseloomustavad tavaliselt kiire silmade liikumine (REM) ja mitte-REM, mis tavaliselt vastab EEG aktiivsusele. Esimese etapi uni on mitte-REM-tsükkel, mis kestab tavaliselt vaid lühikest aega ja mida mõnikord nimetatakse uinumiseks. Esimese unefaasi ajal on inimesi tavaliselt väga lihtne äratada. Aju elektriline aktiivsus selles etapis on tavaliselt üsna madal.
Kui uni läheb üle 1. etapist 2. staadiumisse, hakkab une-EEG näitama palju suuremaid ajulaineid. 2. faasi uni moodustab umbes 45 protsenti kogu mitte-REM-unes veedetud ajast. Enamik uneuuringuid näitavad, et silmade liikumine on sellel unetasemel oluliselt vähenenud.
3. faasi uni on tavaliselt sügava une sissejuhatus. Sellel perioodil näitab see test tavaliselt ajulainete aktiivsust väga suurte lainetega, mida aeg-ajalt katkestavad väikesed naelu, mida nimetatakse delta-laineteks. Selle unetaseme ajal on magajaid sageli raskem ärkvelolekusse tuua.
Selleks ajaks, kui inimene lõpuks 4. faasi une jõuab, magab ta tavaliselt väga sügavalt. Sellel tasemel ärganud magajatel võib kuluda mitu minutit, enne kui nad oma ümbrusele orienteeruvad. Tavaliselt on nad üsna nürid ja segaduses. Selle taseme ajal näitab une EEG peamiselt ainult delta laineid.
5. tasandi uni tekib siis, kui magaja jõuab lõpuks und, mis toodab REM-i, ja selle tasandi unenäod toimuvad tavaliselt. Magajad võivad mõnikord avaldada muutusi hingamises, vererõhus ja südame löögisageduses. Selle taseme ajal näitab une EEG sageli väga erinevaid lainemustreid. Enamik arste usub, et üldine tervis võib olla seotud ajaga, mille inimene veedab 5. tasemel.