Wie der Name schon sagt, schlafen wir in dieser tief und fest. Im Gegensatz zu den vorherigen Schlafphasen N1 und N2 ist der Körper hier völlig regungslos. Äußere Reize wie z.b. Licht und Lärm werden fast komplett ausgeblendet. In der Tiefschlafphase sind viele Menschen nur sehr schwer weckbar. Falls dies geschieht finden wir nur langsam zurück ins Bewusstsein. Viele Untersuchungen belegen, dass die Tiefschlafphase die wichtigste Phase für die körperliche und geistige Erholung ist. In dieser Phase kommt es zur tiefsten körperlichen Entspannung. Die Atmung synchronisiert mit dem Herzschlag in einem Verhältnis von 1:4. Das heißt auf jeden Atemzug folgen vier Herzschläge. Die Wachstumshormone nehmen zu. Sie regen das Wachstum und die Reparaturprozesse von Gewebe, Muskelzellen und Knochen an. In der Tiefschlafphase sinkt in der Regel unsere Körperkerntemperatur auf die niedrigsten Werte der Nacht ab. Das Gehirn verarbeitet und speichert das Gelernte des Tages z.b. Vokabeln oder Bewegungsmuster. Auch wird unser Gehirn durch das „Glymphatische“ System gereinigt. Ähnlich wie bei einer Festplatte wird unser Gehirn in der Tiefschlafphase defragmentiert. In dieser Phase haben wir die langsamste Gehirnwellenaktivität, Deltawellen Fehlt diese Schlafphase über längere Zeit oder ist unvollständig kann es zu vielen Einschränkungen und Erkrankungen kommen. Die Tiefschlafphase macht ca 20 – 25 % der Schlafzeit pro Nacht aus.