眠気を引き起こす代表的な疾患には、呼吸器、脳神経、代謝・内分泌など幅広い分野の病気が含まれます。
真っ先に疑われるのが睡眠時無呼吸症候群（SAS）です。睡眠中に気道が塞がり、呼吸が何度も止まることで低酸素状態に陥ります。本人は寝ているつもりでも脳は窒息のたびに覚醒するため、深い睡眠（徐波睡眠やレム睡眠）がほとんど取れなくなります。激しいいびき、起床時の頭痛や口の渇きが典型的な自覚症状です。
脳神経系の病気としては、日中に突然激しい睡魔に襲われて数分から数十分眠り込んでしまうナルコレプシーや、夜間に10時間以上眠っても日中ずっとぼんやりとした眠気が続く特発性過眠症といった中枢性過眠症が挙げられます。これらは脳内の覚醒伝達物質（オレキシンなど）の働きに異常が生じることで発症します。
内科疾患も見逃せません。食後に激しい眠気が生じる糖尿病の眠気の原因は、食後高血糖そのものや、血糖値を急激に下げようとインスリンが過剰分泌された結果生じる「機能性低血糖（血糖値スパイク）」によるものです。また、代謝を司る甲状腺ホルモンが不足する甲状腺機能低下症（橋本病など）では、全身の代謝が低下して強い眠気や無気力、むくみ、寒気などが現れます。さらに、全身の組織へ酸素を運ぶヘモグロビンが不足する鉄欠乏性貧血の症状としても、脳の酸素不足による耐えがたいだるさとあくび・眠気が顕著に表れます。
