Η ύπνωση είναι μια αλλοιωμένη κατάσταση συνείδησης που μπορεί να μοιάζει με ύπνο αλλά που προκαλείται τεχνητά. Τις περισσότερες φορές, η ύπνωση εμφανίζεται κατά τη διάρκεια της υπνοθεραπείας, στην οποία ένας υπνωτιστής θα χρησιμοποιήσει υποδείξεις για να βοηθήσει έναν ασθενή να εξερευνήσει καταπιεσμένες αναμνήσεις, σκέψεις και ιδέες. Μερικοί άνθρωποι ασκούν επίσης αυτο-ύπνωση. Παρά το γεγονός ότι ένα άτομο που βιώνει ύπνωση φαίνεται χαλαρό και μπορεί να βιώσει μια ψυχική κατάσταση παρόμοια με τον ύπνο, ο εγκέφαλος κατά τη διάρκεια της ύπνωσης είναι τόσο ενεργός σαν το άτομο να ήταν πλήρως ξύπνιο.
Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι κατά τη διάρκεια της ύπνωσης ο εγκέφαλος είναι ικανός να έχει βαθιά εστιασμένη προσοχή. Τυχαίες ή αυθόρμητες σκέψεις είναι λιγότερο πιθανό να συμβούν σε ένα άτομο που υποβάλλεται σε υπνοθεραπεία. Ομοίως, ο εγκέφαλος είναι πιο επιρρεπής στην υπόδειξη. Αυτό σημαίνει ότι ένα άτομο που υποβάλλεται σε ύπνωση είναι πιο πιθανό να ακολουθήσει εντολές από το άτομο που εκτελεί ύπνωση και είναι πιθανό μετά τη διαδικασία να επηρεαστεί από ιδέες και συμπεριφορές που συζητήθηκαν ενώ ήταν υπνωτισμένος.
Μια θεωρία σχετικά με το τι συμβαίνει στον εγκέφαλο κατά τη διάρκεια της ύπνωσης αφορά την επικοινωνία μεταξύ των γνωστικών συστημάτων του εγκεφάλου. Τα γνωστικά συστήματα είναι εκείνα που επιτρέπουν στους ανθρώπους να επεξεργάζονται πληροφορίες, να κατηγοριοποιούν πληροφορίες και να δημιουργούν συσχετίσεις. Οι ερευνητές που πιστεύουν ότι η επικοινωνία μεταξύ των γνωστικών συστημάτων του εγκεφάλου είναι διαταραγμένη επισημαίνουν μια σειρά από νοητικές επιπτώσεις της ύπνωσης ως απόδειξη. Για παράδειγμα, πολλοί που υποβάλλονται σε ύπνωση αναφέρουν μια αίσθηση αποστασιοποίησης και μείωση της αυθόρμητης σκέψης.
Υπάρχει πολλή συζήτηση σχετικά με το ποιες φυσικές ή νευρολογικές επιπτώσεις συμβαίνουν στον εγκέφαλο κατά τη διάρκεια της ύπνωσης. Ορισμένοι ειδικοί πιστεύουν ότι οι μετωπιαίοι λοβοί παίζουν σημαντικό ρόλο στη δημιουργία αυτής της αλλοιωμένης κατάστασης συνείδησης. Οι μετωπιαίοι λοβοί είναι το τμήμα του εγκεφάλου που είναι υπεύθυνο για την οργάνωση της σκόπιμης δράσης. Δεδομένου ότι η ύπνωση απαιτεί από ένα άτομο να συμμετέχει σε ακούσια δράση, πολλοί ειδικοί θεωρούν ότι οι λειτουργίες των μετωπιαίων λοβών εξασθενούν ή αλλοιώνονται με κάποιον άλλο τρόπο.
Αν και δεν υπάρχουν πειστικές αποδείξεις ότι υπάρχουν νευρολογικές αλλαγές που συμβαίνουν στον εγκέφαλο κατά τη διάρκεια της ύπνωσης, πολλοί θεωρητικοί έχουν προτείνει διάφορες ιδέες που χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν την υπνωτική διαδικασία. Μια δημοφιλής θεωρία είναι η θεωρία της πληροφορίας. Αυτή η ιδέα δηλώνει ότι ο υπνωτιστής είναι σε θέση να υπνωτίσει ένα άτομο αυξάνοντας την αναλογία σήματος προς θόρυβο. Με άλλα λόγια, ο υπνωτιστής μειώνει την παρουσία σκέψεων, ήχων και αντικειμένων που αποσπούν την προσοχή προκειμένου να κάνει πιο εύκολα τη λήψη υποδηλωτικών μηνυμάτων.
Μια άλλη δημοφιλής θεωρία για την περιγραφή του εγκεφάλου κατά τη διάρκεια της ύπνωσης είναι η θεωρία συστημάτων. Αυτή η ιδέα βασίζεται στη δραστηριότητα των νευρικών συστημάτων του ατόμου που υποβάλλεται σε ύπνωση. Ο υπνωτιστής, σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, μειώνει ή αυξάνει τη δραστηριότητα διαφόρων υποσυστημάτων μέσα στο νευρικό σύστημα του ασθενούς.