要回答這個問題，我們首先需要搞清楚驅動我們睡眠的「動力」。
研究已經發現，有兩種內在的生物學機制驅動和調節睡眠與覺醒周期：即
晝夜節律
和體內能量代謝平衡的穩態。
睡眠的晝夜節律和褪黑素
夜寐夙興，日出而作日落而息，這些成語已經充分體現了睡眠的晝夜節律性。
科學研究已經確定，睡眠晝夜節律的生物學基礎，是有腦內素有「第三隻眼」之稱的松果體接受視覺神經傳遞的光信號通過分泌褪黑素控制睡眠的晝夜節律：
白天，日光照射抑制褪黑素的分泌，有助於人保持清醒；晚間光照減弱和消失，對褪黑素分泌的抑制解除，褪黑素分泌釋放新增加會讓人產生昏昏欲睡的感覺，並在某個時間出現褪黑素分泌高峰而驅動我們入睡。
體內能量代謝平衡與腺苷
我們知道，生命活動需要不斷消耗能量，生命活動可利用的生物能是以三磷酸腺苷ATP形式供給。ATP的代謝會產生一些代謝產物，其中之一叫腺苷。
雖然任何細胞消耗能量都會產生腺苷。但，我們知道，腦是能量代謝最活躍的器官組織，清醒狀態下代謝尤其活躍，因此是體內能量消耗的最大戶。
腦消耗能量巨大自然就會產生大量的腺苷，保持清醒的時間越長，腺苷積累量越大。
研究已知，腦內腺苷是一種抑制性神經遞質，它可以與腦內腺苷受體結合，通過抑制多巴胺的釋放讓人產生睏倦和自動行為減少（懶散），是驅動睡眠的主要動力之一。
研究已知，前腦基底部位和中腦的某些神經元代謝產生的腺苷驅動睡眠的作用尤其顯著。
我們知道，睏倦時喝咖啡可以提神，原因就是咖啡因與腺苷具有相似的化學結構，也可以與腺苷受體結合，卻不會產生腺苷的生物學效應，因而可以拮抗腺苷驅動睡眠的作用而讓人保持清醒和警覺。
睡眠為什麼可以醒腦提神？
研究發現，腺苷主要在清醒狀態下產生，保持清醒的時間越長，腺苷產生和積累量越大，就會產生越明顯的睏倦感。
相反，腺苷卻可以在睡眠中被分解，經過數小時的睡眠，清醒時產生和積累的腺苷就會被清除殆盡。
這就是當我們經過幾個小時的睡眠醒轉後就可以一掃先前的昏昏欲睡狀態而感覺神清氣爽的主要機制之一。
之所以說是「之一」是因為還有其他共同作用的機制，比如已知的睡眠後期和早晨皮質醇的分泌。