نوم الموجة البطيئة (بالإنجليزية: Slow-wave sleep) ويشار إليه غالبا بالنوم العميق، يشمل المرحلة الثالثة من نوم حركة العين غير السريعة.[2] ويستغرق في العادة بين 70 و90 دقيقة ويحدث خلال الساعات الأولى من الليل.[3] في البداية، اعتُبر أن نوم الموجة البطيئة يتكون من المرحلتين: 3 التي تحتوي على 20-50 بالمئة من نشاط الموجة دلتا[الإنجليزية]، والمرحلة الرابعة التي تحتوي على أزيد من 50 بالمئة من نشاط الموجة دلتا.[4]:291
^Rechtschaffen A، Kales A (1968). A Manual of Standardized Terminology, Techniques and Scoring System For Sleep Stages of Human Subjects. US Dept of Health, Education, and Welfare; National Institutes of Health.