Psy mają sen podczas fazy snu REM, podobnie jak ludzie. Istnieją dowody, że marzą o swoich codziennych czynnościach. Podczas snu często drgają, wokalizują i oddychają inaczej.
Według dr Stanleya Corena mózgi psów są podobne do ludzkich mózgów i prawdopodobnie mają podobne sny. Naukowcy badali sny psów, obserwując elektryczną aktywność mózgu podczas snu. W jednym z badań naukowcy zablokowali część mózgu, która zapobiega przemieszczaniu się psów podczas snu. Zauważyli, że psy, pomimo szybkiego snu, odgrywały rutynowe czynności, takie jak polowanie lub zabawa.
Badania naukowe na szczurach dodatkowo potwierdzają te wnioski. Szczury mają mniej zaawansowaną strukturę mózgu niż psy, ale uważa się, że mają bardzo szczegółowe sny. Naukowcy zbadali aktywność elektryczną mózgów szczurów po tym, jak wcześnie nawigowali w labiryncie. Naukowcy odkryli, że aktywność elektryczna mózgu śpiącego szczura była bardzo podobna do jego fal mózgowych podczas prowadzenia labiryntów. Ponieważ jest to tak wyraźnie udowodnione na szczurach, można bezpiecznie stwierdzić, że psy też marzą.
Podobnie jak ludzie, psy muszą osiągnąć głęboki poziom snu przed snem. Zwykle zajmuje to około 20 minut od chwili zasypiania psa. Psy nie zawsze wykazują łatwe do zaobserwowania oznaki, że śnią, ale po dokładnym zbadaniu można zobaczyć, że ich oczy poruszają się szybko.