علم خواب روایت پسری است به نام استفان که از شدت خیال پردازی به زحمت می‌تواند فاصله و تفاوت بین خواب، خیال و واقعیت را تشخیص دهد و زندگی‌اش در تقابل این سه وضعیت دچار تنش و تحول می‌شود. از همان ابتدا، وقتی که فیلم با لوگوی ساده ((استفان تی‌وی)) و با نمایش استودیویی خیالی که اجزاء آن اسباب بازیهای ساده‌ای هستند که به شکل وسایل واقعی یک استودیوی تلویزیونی طراحی شده‌اند شروع می‌شود و سپس، پسری که نامش استفان است به روش برنامه‌های زنده آشپزی شروع به آموزش نحوه تهیه خیال می‌کند، کارگردان کاملا مشخص می‌کند که فیلم قرار است از زاویه دید چه کسی روایت شود و با نمایش استفان که صحبت کردن با پدرش را در خیال شروع می‌کند بیننده را آماده مشاهده تقابل واقعیت و خیال می‌کند. با ورود استفان به خانه‌اش متوجه می‌شویم که او قرار است زندگی جدیدی را در شهر و کشوری جدید شروع کند و با دنیای جدیدی آشنا شود.  بزرگترین مسئله‌ای که استفان با آن روبروست و در فیلم به روشهای مختلفی بر آن تاکید می‌شود مسئله انتخاب است. در تمام طول فیلم استفان مجبور به انتخاب است و گویا در هر مسئله‌ای برای هر کدام از دو دنیای تخیلی و واقعی‌اش یک ما به ازای عینی وجود دارد که با آن دنیا سازگارتر است و استفان باید یکی از آن دو را انتخاب کند. انتخاب بین ((استفانی)) و دوست او ((زوئی))، بین کار مورد علاقه‌اش و کاری که به آن علاقه ندارد، بین پدرش که استفان در تخیل و علاقه به اختراع بسیار وابسته به خاطره و تحت تاثیر اوست و شعبده بازی که قرار است با مادرش ازدواج کند، بین دیدگاه رومانتیکی که خودش نسبت به زنها دارد و دیدگاه جنسی که همگارش ((گی)) سعی دارد به او بقبولاند و حتی بین زبانهای انگلیسی و فرانسوی برای سخن گفتن. کارگردان با نمایش این اجباری بودن انتخاب قصد دارد تا بر شخصی بودن و دور بودن دو دنیای خیال و واقعیت از هم تاکید کند و به همین دلیل هر بار که استفان خواسته یا ناخواسته قصد دارد این دو دنیا را بیرون از ذهنش و برای دیگران در کنار هم قرار دهد دچار مشکل می‌شود، مثل نامه‌ای که از زیر در به خانه استفانی می‌اندازد و شماره زوئی را از او می‌خواهد یا صحنه‌ای که با لباس عروسکی برای استفانی آواز می‌خواند و ناگهان با استفانی روبرو می شود و یا رویای اسکی کردن که صبح فردا بعد از بیدار شدن از خواب می‌بیند پاهایش در جا یخی یخچال در حال منجمد شدن هستند.
دقت در شخصیت پردازی خصوصا در خصوص استفان و استفانی از مشخصات بارز فیلم است. استفان از آنجایی که به شدت آدم خیال پردازی است در مواجهه با دیگران بعد از برخورد اولیه کم‌کم به سراغ دنیای آنها می‌رود و این دیدگاه باعث می‌شود تا او به کسی تمایل پیدا کند که برغم نداشتن جذابیت ظاهری، انطباق بیشتری با فضای تخیل محور ذهنش داشته باشد. در ابتدای فیلم وقتی استفان مشغول صحبت با گی در خصوص برخورد اولش با استفانی و زوئی است می‌گوید که خودش از زوئی خوشش آمده، اما فکر می‌کند که در مقابل استفانی از او خوشش آمده است. در ادامه و بعد از نزدیک شدن استفان به استفانی و آگاهی از اشتراکاتی که با هم دارند جایگاه استفانی در ذهنش به مرور محکم‌تر می‌شود تا حدی که در اواخر فیلم وقتی فکر می‌کند که از سوی استفانی پس زده شده است به گی می‌گوید که ای کاش به دورانی بر می‌گشت که استفانی برایش هیچ اهمیتی نداشت. از سویی دیگر، استفان به این دلیل از ابراز علاقه مستقیم به استفانی خودداری می‌کند که از آنجایی که حالا دیگر استفانی جایگاه ثابتی در دنیای تخیلات استفان پیدا کرده، او می‌ترسد جایگاه نسبی‌ای را که در خیالش برای خودش در ذهن استفانی تجسم کرده از دست بدهد. یعنی این مسئله که به رغم اینکه همواره نحوه برخورد استفانی با خودش را در خیالش گرم و دوستانه فرض می‌کند، همچنان تصور می کند که استفانی او را پس خواهد زد، آشکارترین دلیل این مسئله صحنه‌ای است که استفان مهمان مادر و ناپدری‌اش است و وقتی از او می‌پرسند که آیا او کسی را دوست دارد بلافاصله این تصور به ذهنش می‌رسد که استفانی او را پس خواهد زد و بنابراین کاملا جواب منفی می‌دهد. اما غافل از اینکه استفانی نیز شخصیتی نزدیک به استفان دارد و او نیز به رفتار استفان حساس است. نمود بارز این مسئله و حساسیت دو سویه این دو یکی جاییست که استفان به استفانی می‌فهماند که می‌داند وقتی استفانی عینک می‌زند پس حتما گریه کرده و در نقطه مقابل استفانی نیز قایق اسباب بازی را که قرار است با هم بسازند در نهایت بشکلی می‌سازد که ابتدا استفان مد نظرش بوده، و دیگری در فصل میهمانی وقتی که استفان از حسادت اینکه استفانی با پسر دیگری گرم گرفته است از شدت ناراحتی مست می‌کند و حتی متوجه نمی‌شود که این استفانی است که او را به خانه رسانده و همچنان از او دلگیر است و تازه صبح فرداست که بعد از برخورد تندش با استفانی و دیدن بغض او، متوجه می‌شود که استفانی نیز همین حسادت و حساسیت را در مورد او قائل است و بعد از گذشت هفته‌ها هنوز نامه‌ای را که استفان ناخواسته برایش نوشته بود و شماره زوئی را از او خواسته بود بیاد دارد. اساسا مسئله این است که هر دو مادامی که از صددرصد بودن انطباق دیدگاهشان با طرف مقابل چه به لحاظ تخیلات ذهنی و چه به لحاظ رمانتیک مطمئن نشده‌اند به شدت از شکسته شدن کامل دنیایشان و تنهایی خودخواسته‌اشان بدست دیگری می‌ترسند. به نوعی می‌توان گفت فیلم داستان تلاش دو خیالپرداز برای کشف یکدیگر است که در نهایت استفان با عبور از این مرحله، استفانی را برای شروع یک زندگی جدید و در دنیایی که مورد علاقه هر دوی آنهاست انتخاب می‌کند، چیزی که صحنه پایانی فیلم بر آن صحه می‌گذارد.
فیلم عناصر بصری بیشتری برای توضیح دنیایش دارد که هر کدام بحثی جداگانه را می‌طلبد، مثل نمود علاقه به قدرتمند بودن در تخیلات با نمایش این مسئله که استفان در رویاهایش همواره خود را در جایگاه رئیس اداره می‌بیند، یا نمایش حرکات شناور و سیال و سریع استفان در تخیلاتش مثل جابجایی‌های سریعی که در رویاهایمان سراغ داریم، یا استودیوی استفان و پنجره هایی که گاه تغییر می‌کنند، گاه نماینده یک چشم هستند و گاه محل نمایش خاطرات و گاه محل نمایش فرضیات و ...
فیلمهای گوندری رازآمیز، جذاب و دوست داشتنی هستند و مهمتر از آن، بیشترین رابطه را با مسئله‌ای دارند که اساسا سینما به خاطر آن اختراع شده است، خیال.