O sono REM (Rapid Eye Movement) representa uma das fases mais intrigantes do ciclo do sono, caracterizando-se por intensa atividade cerebral, movimentos oculares rápidos e atonia muscular. Diversos estudos sugerem que esta fase possui papel central na regulação emocional, consolidação da memória e funcionamento cognitivo. Transtornos psiquiátricos, como depressão, esquizofrenia e transtornos de ansiedade, demonstram alterações marcantes na arquitetura e qualidade do sono REM. O presente artigo tem como objetivo revisar sistematicamente a literatura científica brasileira sobre os mecanismos neurofisiológicos do sono REM e sua relação com transtornos psiquiátricos. Utilizaram-se bases de dados nacionais, como SciELO, LILACS e BVS, para selecionar estudos publicados entre 2010 e 2024 que abordassem essa interrelação. Os resultados revelam que anormalidades no sono REM são consistentes entre diversos transtornos mentais e podem servir tanto como marcadores diagnósticos quanto como alvos terapêuticos. A compreensão da neurofisiologia do sono REM pode, portanto, contribuir para o avanço das estratégias de tratamento em psiquiatria.