Sigmund Freud, 1900 yılında yayınladığı bir makalesinde anlamlı olan rüyaların beynin fonksiyonlarıyla alakalı olduğunu ileri sürmüş ve o döneme kadar rüyalara yüklenen metafizik anlamların hepsini yok saymıştır.

2000 yılında Antti Revonsuo rüyayı "uyku sırasında yaşanan, hayali bir bilince dayalı deneyimler" olarak tanımlanmıştır.
Dement ve Kleitman tarafından 1957 yılında, uykunun REM (Rapid Eye Movement - Hızlı Göz Hareketi) döneminde görüldüğü keşfedilmiştir. Ancak 1988 yılında yapılan bir araştırma, rüyaların NREM dönemde de görülebileceği; ancak genellikle REM dönemde görüldüğü veya başladığını ortaya çıkarmıştır.
Peki nasıl rüya görürüz?
Beynimiz devasa bir sinir hücreleri (nöron) ağıdır ve gün boyunca çok yoğun çalışır. Uykuya daldığımızda, beynin büyük bir kısmı kapatılır, ancak bir kısmının biyokimyasal faaliyetleri sürmektedir; özellikle de beynin kendisini ve vücudun geri kalan bölgelerini düzenleyecek olan kısımların faaliyetleri devam eder. Düzenleme için kullanılan bu kimyasallar, hücreler arasında ilerleyerek beynin farklı bölgelerini etkileyebilir ve uyarabilir. Veya beynin çalışmayan bölgeleri, bu bölgelerde bulunan hücrelerin ister istemez ürettikleri kimyasallardan etkilenerek bazı sinyallere sebep olabilirler. Sonuçta olarak beyin de diğer tüm canlılığı oluşturan hücrelerde olduğu gibi fizik ve kimya yasaları dahilinde çalışır ve ortada belli bir kimyasal ve bununla tepkimeye girip farklı ürünler üretebilecek diğer kimyasallar varsa, bu tepkimelerin gerçekleşmek zorunda olduğudur.
Rüya görme sebebimiz de, uyku sırasında beyinde üretilen kimyasalların, "uyuyan" hücrelerden ötürü aktif olarak durdurulamaması sonucunda beynin beklenmedik tepkiler vererek uyarılmasıdır. Beynin çalışması son derece sıradan kurallara tabi olduğu için, rüyalar da aynı kurallara tabidir.
Her ne kadar bilimsel olarak açıklanmaya çalışılsa da rüyalar metafizik yönüyle insanların ilgisini daha çok çekiyor. Rüyaların gizemi tam olarak çözülür mü bilemiyoruz ama insanların rüyalara olan ilgisinin asla bitmeyeceğini çok iyi biliyoruz.