不眠症の症状が明確な原因なく発生した場合や、治療への反応が満足できない場合、または精神医学的な疾患や他の睡眠問題（いびきをかくことなど）がある患者には、睡眠検査を行うことがよく推奨されます。

睡眠検査は「ポリソムノグラフィ」(Polysomnography、PSG)を使用して行われ、これは脳波(Electroencephalography、EEG)の測定、眼球の筋肉の動きの記録(Electro-Oculography、EOG)および筋電図(Electromyography、EMG)の測定など、複数の検査を組み合わせた機器です。これにより、睡眠の性質と品質、および睡眠の深さのレベルを評価します。

また、心電図(Electrocardiography、ECG)、酸素飽和度の測定、胸部および腹部の動きの記録、鼻と口を通る呼吸の流れの測定(Air flow)、いびきの検査も行われ、これらはすべて睡眠中の呼吸系統の機能を評価するために実施されます。特に、睡眠中の無呼吸(Sleep apnea)の状態を検出し、これが睡眠の品質に影響を及ぼす可能性があります。

さらに、ポリソムノグラフィ検査には睡眠中の姿勢や睡眠に関連する他の疾患を診断するための追加の検査が含まれることがあります。したがって、ポリソムノグラフィは睡眠評価を包括的に行うためにさまざまな検査を一つの機器に統合しています。通常、この検査は一部の特定の患者に限定されて実施され、検査結果はより適切な治療計画を立てる上で重要です。