Gelombang theta dikategorikan sebagai sinyal listrik yang terjadi di otak pada frekuensi gelombang 6 sampai 12 hertz. Gelombang ini terjadi selama masa kanak-kanak, pada saat pembelajaran yang mendalam, serta selama keadaan kesadaran yang mendalam atau meditasi. Seringkali, meditasi theta mengharuskan seseorang untuk melakukan teknik pernapasan dan relaksasi tertentu untuk membantu mengalihkan otak dari keadaan terjaga ke keadaan gelombang lambat yang lebih santai. Sesi meditasi theta yang direkam dapat berisi nada binaural, yang diperkirakan memengaruhi pola gelombang otak dan menurunkan gelombang otak ke kondisi theta lebih cepat.
Selama masa kanak-kanak, otak sering berada dalam frekuensi gelombang otak yang lebih lambat daripada orang dewasa, yang penting untuk belajar dan menerima informasi baru. Keadaan gelombang otak yang lebih lambat ini disebut keadaan gelombang otak theta, dan terdapat pada sebagian besar manusia dan hewan selama waktu relaksasi dan tidur yang dalam. Telah dicatat bahwa mereka yang berpartisipasi dalam meditasi teratur dapat membawa otak mereka ke keadaan ini, mungkin membantu memperkuat pembelajaran dan memori. Meditasi theta hanya membutuhkan seseorang untuk masuk ke kondisi kesadaran yang rileks untuk jangka waktu tertentu.
Meditasi theta sering kali terdiri dari praktisi yang menggunakan latihan pernapasan, seperti menarik napas dalam-dalam untuk jangka waktu tertentu dan membuang napas untuk jumlah waktu yang sama. Setelah beberapa menit, tubuh mulai rileks dan gelombang otak mulai melambat. Ketika otak berpindah dari keadaan waspada ke keadaan lambat dan tenang, dapat dikatakan bahwa otak sedang memasuki beberapa gelombang theta pertama. Meskipun hal ini memerlukan waktu bagi seorang meditator untuk menguasainya, seorang individu dapat tetap dalam keadaan theta hingga satu jam atau lebih.
Banyak rekaman relaksasi dan meditasi theta mengandung nada binaural, yaitu teknologi yang tertanam dalam musik yang membantu menyinkronkan frekuensi gelombang otak ke gelombang tertentu. Ketukan binaural yang terkait dengan theta dapat membawa otak ke kondisi theta lebih cepat dibandingkan dengan meditasi murni saja. Meskipun penelitian tentang manfaat meditasi theta dan teknologi gelombang otak cukup minim, tampaknya ada beberapa bukti bahwa keduanya dapat membantu mengingat dan belajar. Sebagian besar meditasi yang terkait dengan theta juga telah terbukti mengurangi tingkat stres dan meningkatkan sistem kekebalan tubuh.