Физиологически состояние близко к естественному параличу, который наступает во время фазы быстрого сна. Биологический смысл паралича во время фазы быстрого сна состоит в том, что он препятствует совершению человеком действий во время сна. В свою очередь, во время сонного ступора мозг просыпается от фазы быстрого сна, но паралич тела сохраняется на протяжении некоторого времени.
Сонный паралич обычно продолжается от нескольких секунд до 2 минут. Он неприятен, но, по современным представлениям, безвреден. Страх впасть в летаргический сон, умереть или сойти с ума, который часто испытывают проснувшиеся, безоснователен.
Иногда это состояние сопровождается кататоническими, или, скорее, диссоциативными проявлениями, которые выражаются в полном или частичном осознании схемы тела и моторики (например, ощущение того, что пошевелить пальцем можно, но переход от мысли к движению длится бесконечно долго). Кроме того, иногда возникают так называемые «мухи», то есть явление, когда ощущение звукового колебания (вероятно, иллюзия или галлюцинация) в ушах вдруг резко проявляется в виде усиления акустического спектра и громкости, плавно переходя в «белый шум» с преобладанием своеобразного «писка», который может услышать любой человек в состоянии бодрствования в тишине, однако в менее выраженной форме.
Кроме паралича всего тела, наиболее распространённые симптомы: чувство ужаса, ощущение давления (особенно на грудь) или затруднённое дыхание, ощущение присутствия постороннего существа, дезориентация в пространстве, учащение сердцебиения, ощущение движения тела (человеку может казаться, что он переворачивается с одного бока на другой, хотя на самом деле лежит на месте), некоторые люди при этом как будто силятся проснуться. Типичные слуховые ощущения — голоса, шаги или пульсирующие звуки, зрительные — люди или призраки в комнате.