Nevrotransmitorji so naravne kemikalije v možganih, katerih naloga je prenos sporočil med živci. Skrbijo za aktivacijo (ali deaktivacijo) specifičnih delov možganov. Sposobnost spominjanja preteklosti, nivo pozornosti in tudi emocionalna stanja so direktna posledica nivoja specifičnih nevrotransmitorjev v možganih.
Štirje ključni nevrotransmitorji, ki vplivajo na spanje in sanjanje, so: