越累越睡不着可能与神经功能紊乱有关。据研究，约有30%-50%的慢性疲劳患者存在睡眠障碍，其中就包括越累越睡不着的情况。
神经内分泌因素影响
皮质醇分泌异常： 人体在劳累时，皮质醇这种应激激素会分泌增加。正常情况下，皮质醇在清晨分泌达高峰，夜晚逐渐降低。但过度劳累时，皮质醇分泌节律被打乱，夜间仍处于较高水平，而皮质醇有兴奋神经的作用，就会干扰睡眠，让人越累越难以入睡。褪黑素分泌不足： 褪黑素是调节睡眠的重要激素，劳累会影响松果体分泌褪黑素。一般成年人每晚褪黑素分泌量在一定范围内，劳累时其分泌量减少，使得睡眠诱导困难，即便身体很疲惫，也难以进入睡眠状态。
心理因素作祟
精神过度紧张： 长时间劳累会让大脑一直处于紧张状态，即使身体疲惫，大脑皮层仍处于兴奋状态。比如一些从事高强度脑力劳动的人，即使工作后身体很累，大脑还在想着工作中的事情，神经无法放松，从而导致越累越睡不着。据调查，长期从事高强度脑力工作人群中，约60%存在越累越睡不着的睡眠问题。焦虑情绪累积： 劳累时往往还伴随着各种压力，容易产生焦虑情绪。这种焦虑情绪会不断累积，影响睡眠。例如上班族连续加班劳累后，焦虑自己的工作进度、生活压力等，进而导致即使身体劳累，也无法安心入睡，陷入越累越睡不着的循环。
身体机能变化影响
肌肉紧张未缓解： 过度劳累会使肌肉长时间处于紧张状态，即使身体感觉累，肌肉的紧张感仍存在。肌肉紧张会通过神经传导影响睡眠，比如颈部、肩部肌肉紧张，会反射性地引起头部神经紧张，干扰睡眠，让人即便很疲惫，也难以入睡。代谢产物堆积： 劳累时身体代谢加快，会产生一些代谢产物，如乳酸等。当这些代谢产物在体内堆积，会刺激神经末梢，导致身体不适，影响睡眠。例如长跑后过度劳累，肌肉中乳酸堆积，会让人感觉肌肉酸痛，进而影响睡眠质量，出现越累越睡不着的情况。