El sueño se considera fundamental para la función fisiológica y cognitiva humana. Del mismo modo, dado que la pérdida de sueño es una ocurrencia común antes de la competición en los atletas, esto podría tener un impacto significativo en su rendimiento deportivo. Gran parte de la investigación ha informado que el rendimiento del ejercicio se ve afectado negativamente después de la pérdida de sueño; sin embargo, los hallazgos contradictorios significan que el alcance, la influencia y los mecanismos de la pérdida de sueño que afectan el rendimiento del ejercicio siguen siendo inciertos. Por ejemplo, la investigación indica que se pueden mantener algunos esfuerzos físicos máximos y el rendimiento motor grueso. En comparación, los pocos estudios publicados que investigan el efecto de la pérdida de sueño en el rendimiento de los atletas informan una reducción en el rendimiento específico del deporte. Los efectos de la pérdida de sueño sobre las respuestas fisiológicas al ejercicio también siguen siendo equívocos; sin embargo, parece que una reducción en la calidad y cantidad del sueño podría resultar en un desequilibrio del sistema nervioso autónomo, simulando los síntomas del síndrome de sobreentrenamiento. Además, los aumentos en las citocinas proinflamatorias después de la pérdida de sueño podrían promover la disfunción del sistema inmunitario. De mayor preocupación, numerosos estudios que investigan los efectos de la pérdida de sueño en la función cognitiva informan un rendimiento cognitivo más lento y menos preciso. Basado en este contexto, esta revisión tiene como objetivo evaluar la importancia y la prevalencia del sueño en los atletas y resume los efectos de la pérdida de sueño (restricción y privación) en el rendimiento del ejercicio y las respuestas fisiológicas y cognitivas al ejercicio. Dada la comprensión equívoca de los resultados del sueño y el rendimiento deportivo, se requiere más investigación y consideración para obtener un mayor conocimiento de la interacción entre el sueño y el rendimiento.