Fale theta (4-8 Hz) wytwarzane są w głębokich rejonach podkorowych mózgu i występują najczęściej, gdy jesteśmy w stanie głębokiego relaksu na pograniczu snu.
Towarzyszą nam przez większą część snu i pozwalają na przyswojenie i utrwalenie nowo nabytej wiedzy. Odpowiadają za lepszą pamięć, kreatywność, swobodny przepływ myśli, wyobraźnię i wizualizację. Fale te powiązane są ze stanem flow. Dominują także podczas głębokiej medytacji, transu i snu w fazie REM. 
Rytm theta jest podstawowym rytmem w czasie czuwania u dzieci do 3 roku życia, kiedy to mali ludzie zaczynają chodzić, mówić i eksplorować świat – dlatego właśnie u maluszków nie hamujemy fali theta, by nie ograniczać im naturalnego poznawania otoczenia.
Theta dominuje mniej więcej do 13 r.ż., dzięki czemu uczenie się i przyswajanie nowych informacji staje się łatwiejsze.
Zdarza się jednak, że w płacie czołowym wartości thety rosną, co jest wskaźnikiem nadpobudliwości, problemów ze skupieniem uwagi i trudności z dokańczaniem zadań.
Aby pomóc zapanować nad rozkojarzeniem u dzieci i młodzieży będziemy starać się hamować thetę w okolicy czołowej, a wzmacniać betę 1, która odpowiada za skupienie.
Zawyżony poziom fali theta zauważamy w przypadku:
zaburzeń pamięci,
problemów z koncentracją i skupieniem na danym zadaniu,
nadpobudliwości,
nadruchliwości,
bezsenności i zmęczenia,
problemów komunikacyjnych,
trudności szkolnych,
głębokiej medytacji.
Stan theta (stan hypnagogiczny) umożliwia szybszą zmianę wgranych na poziomie podświadomym, niewspierających programów zachowania czy przekonań, dlatego jest preferowany do pracy przez niektórych terapeutów, których celem jest osłabienie świadomych mechanizmów obronnych przed pracą terapeutyczną.
Zapanowanie nad tymi falami usprawnia proces uczenia się, zwiększa kreatywność, pozwala na odzyskiwanie materiału ukrytego w nieświadomości, redukuje stres, pobudza intuicję oraz percepcję pozazmysłową. 