Le sommeil entretient avec la dépression des rapports qui dépassent le cadre de la relation symptôme-pathologie: la privation de sommeil a un effet antidépresseur immédiat, global mais transitoire. Cette méthode est donc d'un intérêt thérapeutique limité ; elle a, en revanche, fourni une base pour l'élaboration de modèles biologiques de la dépression attribuant un rôle dépressogène au sommeil. Les modifications de l'architecture du sommeil chez le déprimé ont elles aussi suscité de nombreuses études, à la recherche d'un marqueur biologique de la dépression. Indépendamment des hypothèses de dysfonctionnement circadien dans la dépression, il existe trois théories qui attribuent un rôle dépressogène au sommeil. La première hypothèse proposée est celle de G. Vogel, pour qui la dépression est due à un excès de sommeil paradoxal. L'hypothèse de déficit du processus S s'appuie sur le modèle de régulation à deux processus d'Alexander Borbély et attribue la dépression à un défaut du processus générateur du sommeil lent profond. La dernière en date est due à D. Beersma et R. van den Hoofdakker et penche en faveur d'un effet dépressogène mais non causal du sommeil non REM. Chaque hypothèse comporte des points forts mais ne rend pas compte de la totalité des constatations expérimentales. Les antidépresseurs modifient l'architecture du sommeil selon des modalités variables d'un produit à l'autre, qui par ailleurs évoluent au fil du temps. Il est donc essentiel pour la validité d'une de ces hypothèses de vérifier si leur effet antidépresseur s'exerce par l'intermédiaire des modifications du sommeil. Les données actuelles ne permettent pas de confirmer ou d'éliminer ces hypothèses mais remettent en cause les modèles qui attribuent un mode d'action des antidépresseurs s'exerçant uniquement par la modification d'un type de sommeil.