Багато вчених досліджували процес сну тварин, щоб зрозуміти, що ж насправді їм сниться.
На землі жило лише дві тварини, які робили спроби безпосередньо розповісти людям про свої сни. Це були горили Коко і Майкл. Пенні Паттерсон, «вихователька» обох горил, писала про те, що Коко іноді розповідала про події, яких ніколи не було, вигаданих людей і місцях, причому такі розповіді звучали незабаром після того, як Коко прокидалася. Майкл, якого забрали в зоопарк після того, як браконьєри вбили всю його сім'ю, іноді прокидався зі словами «Погані люди вбивають горил». Всі інші гіпотези про те, що відбувається в мозку тварин під час сну - тільки здогадки вчених.
Однак вченим відомо, що мозок більшості ссавців проходить під час сну той же цикл, що і мозок людини: від занурення в глибокий сон до фази швидкого сну, коли мозок більш активний. Звідси народжується припущення про те, що багато інших тварин можуть бачити сни. Невеликі звірі (наприклад, миші) проходять ці стадії швидко, у великих цикл іноді буває довше людського. Рептилії та риби сплять без фази швидкого сну, тому вчені вважають, що снів вони не бачать.
Люди бачать сни про те, що цікавило і хвилювало їх перед сном. Немає причин думати, що у тварин справи йдуть інакше. Собаки дуже прив'язані до своїх господарів, тому доктор Дейрдре Барретт припускає, що собаки уві сні відтворюють обличчя і запахи господаря.
Про сни кішок відомо трохи більше завдяки дослідженням Мішеля Жуве (Michel Jouvet). Вчений руйнував у котячому мозку крихітну зону, яка обмежує рухи м'язів під час фази швидкого сну. В результаті кішки, засипаючи і входячи у фазу швидкого сну, вставали, стрибали, потягувалися і шипіли - словом, вели себе так, як ніби полювали уві сні.