Động vật biển có vú, tất cả cá voi và cá heo đều là động vật thở theo ý thức, có nghĩa là chúng phải suy nghĩ có chủ đích về việc thở. Việc thở đối với chúng không phải là phản xạ giống như động vật trên cạn. Điều này đồng nghĩa với việc ngủ giống như chúng ta là bất khả thi, vì nếu mất đi ý thức thì chúng sẽ ngưng thở và chết.
Cá voi và cá heo đã hình thành một chiến lược đáng ngạc nhiên để đối mặt với nhu cầu ngủ của chúng. Chúng chỉ ngủ với một nửa bộ não, trong khi nửa còn lại tỉnh táo và giúp chúng tiếp tục bơi và ngoi lên mặt nước để hít thở không khí. Khi một chú cá voi hay cá heo đang ngủ, đó thường là trạng thái nghỉ ngơi, thư giãn ngay dưới bề mặt nước hay gần đáy và rồi ngoi lên hít thở một hơi rồi lại chìm xuống để tiếp tục ngủ. Cá heo bơi chậm rãi khi ngủ, thường là theo đồng loại của mình với đội hình chặt chẽ. Bởi vì một nửa bên não còn thức, mắt bên đó sẽ mở và mắt còn lại đóng.
Chiến thuật này còn giúp chúng cẩn trọng nếu có những mối nguy hiểm hay đe dọa nào có thể tấn công khi chúng đang nghỉ. Chúng ngủ theo những chu kỳ ngắn, 30 - 60 phút. Chúng không ngủ nhiều giờ liền giống như con người.
