Volgens deze theorie produceert de hersenstam elektrische signalen die verschillende delen van de hersenschors activeren, die verantwoordelijk is voor cognitieve functies op een hoger niveau, zoals denken, perceptie en geheugen. Deze signalen worden vervolgens door de cortex geïnterpreteerd in de inhoud van onze dromen.

De activeringssynthesetheorie is een van de belangrijkste verklaringen voor waarom we dromen, hoewel er ook andere theorieën bestaan. Sommige onderzoekers geloven dat dromen een manier zijn voor de hersenen om informatie en emoties van de dag te verwerken, terwijl anderen geloven dat dromen een manier zijn voor de hersenen om met het onderbewustzijn te communiceren.