Delta vilnis ir smadzeņu viļņu veids, kas novērots trešā miega posma laikā, kas pazīstams arī kā lēnā viļņa miegs vai dziļais miegs. Tiek uzskatīts, ka šis miega posms ir svarīgs fizioloģiskajai funkcijai. Piemēram, pētījumi ir parādījuši, ka pēc miega trūkuma cilvēki vairāk piedzīvo trešās pakāpes miegu, it kā viņu smadzenes mēģinātu kompensēt atņemšanas periodu. Cilvēki mēdz būt arī ārkārtīgi apmulsuši, kad viņi tiek pamodināti no šī miega posma, norādot, ka apziņa bija ļoti tālu no nomoda pasaules.
Tāpat kā citus smadzeņu viļņus, arī delta vilni var noteikt elektroencefalogrammā, kurā ar sensoriem galvas ādā tiek fiksēta elektriskā aktivitāte smadzenēs. Delta viļņus raksturo to augstā amplitūda un zemā frekvence, kas ievērojami atšķiras no citiem smadzeņu viļņiem, piemēram, gamma viļņiem. Delta viļņa amplitūda ir no viena līdz četriem herciem un frekvence, kas notiek apmēram sešas reizes sekundē.
Veseliem cilvēkiem nomodā smadzenēs delta viļņi netiek novēroti. Tomēr cilvēkiem, kas ir apreibināti no noteiktām vielām vai ir delta viļņu stāvoklī, var būt delta viļņu aktivitāte, pat ja viņi ir nomodā, un dažiem garīgo slimību veidiem ir raksturīga arī delta viļņu klātbūtne nomoda smadzenēs. Pieaugušie ar demenci var demonstrēt delta viļņu aktivitāti arī nomoda stundās, kā tas ir pierādīts smadzeņu pētījumos ar šiem indivīdiem.
Miega laikā delta viļņu aktivitāte notiek miega laikā bez ātras acu kustības (REM). Tiek uzskatīts, ka cilvēki atrodas dziļā vai lēnā viļņa miegā, kad vismaz 20% smadzeņu darbības veido delta viļņi. Atrodoties šajā stāvoklī, maņu ievades līmenis, kas nepieciešams guļošā uzbudināšanai, ir ļoti augsts. Viegls pieskāriens vai klusi trokšņi var neizdoties kādu pamodināt, jo cilvēkiem parasti ir nepieciešams skaļš troksnis, spilgta gaisma vai stingrs pieskāriens, piemēram, kratīšana. Kad guļošais ir uzbudināts, tas bieži vien šķiet saguris un dezorientēts.
Cilvēkiem, kuriem ir miega problēmas, var likt piedalīties miega pētījumā, kurā nakts laikā miega laboratorijā tiek uzraudzīta smadzeņu darbība un citi fizioloģiskie procesi. Pētījuma laikā pacients valkā aprīkojumu, kas reģistrē fizioloģiskos procesus un nosūta rezultātus uz novērošanas staciju. Aplūkojot tādas lietas kā smadzeņu darbība, elpošanas ātrums un sirdsdarbība, ārsts var izpētīt, kāpēc pacientam ir miega traucējumi, un sniegt ieteikumus, lai palīdzētu pacientam labāk aizmigt.