Il ritmo delle onde theta è dominante nel neonato, presente in molte patologie cerebrali dell'adulto, negli stati di tensione emotiva e nell'ipnosi. Si distingue in theta "lento" (4-6 Hz) e theta "rapido" (6-7.5 Hz), con una tensione media di 75 microVolt; in condizioni normali la fase Theta si presenta nei primi minuti dell'addormentamento, quando si è ancora in uno stato di dormiveglia, dove viene poi successivamente alternato da grafoelementi detti fusi del sonno.