Las ballenas duermen de manera diferente a los humanos y a muchos otros animales terrestres. En lugar de dormir durante períodos prolongados de tiempo, las ballenas duermen de manera intermitente mientras nadan. Esto se conoce como «sueño paradojal», y significa que las ballenas pueden moverse y respirar mientras duermen.

Las ballenas pueden dormir durante períodos cortos de tiempo mientras nadan, y luego despertar para respirar y volver a sumergirse. Esto puede ocurrir cada 10-20 minutos durante el día y cada 30-90 minutos durante la noche. Algunas ballenas, como las ballenas jorobadas, pueden dormir durante períodos más largos de tiempo al nadar lentamente en círculos en la superficie del agua.

Las ballenas también pueden dormir flotando en la superficie del agua, con la mitad del cerebro en estado de sueño y la otra mitad alerta y preparada para respirar. Esto se conoce como «sueño asimétrico». Las ballenas tienen un patrón de sueño similar al de los humanos, con sueño REM y no REM. Sin embargo, el tiempo total que las ballenas pasan durmiendo es difícil de medir debido a su patrón de sueño único.