لا يزال علماء النفس لا يعرفون بالضبط كيف يحدث الحلم، لكنهم يعتقدون أن هناك أجزاء من الدماغ تكون نشطة خلال النوم وتسمح بالحلم. وتشير الدراسات إلى أن الحلم يتم من خلال مجموعة معقدة من العمليات العصبية في الدماغ، ويتم عادةً في المراحل الأخيرة من النوم المعروفة باسم REM.
يعتقد العلماء أن الحلم ينتج عن تفاعل بين المعلومات الجديدة والمخزونة في الدماغ، حيث يتم معالجة هذه المعلومات وتحليلها وترتيبها بطريقة جديدة وغير معتادة. ويمكن أن يحدث الحلم أيضًا في رد فعل على الإجهاد أو التوتر أو القلق أو الخوف أو الرغبة في معالجة أحداث الحياة اليومية.
بعض الدراسات تشير إلى أن العوامل الجسدية مثل الأمراض والأدوية والجراحة والنقص النومية يمكن أن تؤثر على الأحلام. ومع ذلك، فإن معظم الناس يحلمون ولا يوجد أي وسيلة لمنعها أو التحكم فيها.