C'est un cycle respiratoire paroxystique, associé à une ouverture totale de la bouche, comportant, durant 5 à 10 secondes, des mouvements se succédant toujours dans la même séquence :
; l'expansion du pharynx peut quadrupler son diamètre par rapport au repos, simultanément à une ouverture du larynx avec abduction maximale des cordes vocales. L'inspiration d'air ne peut pas se faire par le nez pour bâiller, ni dents occluses.
, souvent associé à des mouvements d'étirements des membres et une occlusion des yeux.
accompagnée d'une relaxation de tous les muscles concernés. La bouche se referme et le larynx reprend sa place initiale. Une sensation de bien-être se répand.
Le tout peut s'accompagner de bruits d'intensité variable volontairement ou non modulable. Les mouvements thoraciques et diaphragmatiques ne diffèrent en rien d'une inspiration banale, alors que l'importance de l'ouverture pharyngo-laryngée accompagnant un visible abaissement du cartilage thyroïde et de l'os hyoïde est propre au bâillement, absente dans l'imitation du bâillement. A ce moment s'ouvrent les trompes d'Eustache, entraînant une brève baisse de l'audition; une ouverture du cardia provoque un appel d'air intra-gastrique responsable d'une impression de plénitude abdominale.

Illustrations de la thèse de Wolter Seuntjens

Le bâillement n'est pas une simple ouverture de la bouche, mais, un mouvement d'étirement musculaire généralisé, des muscles respiratoires (diaphragme, intercostaux, scalènes), des muscles de la face et du cou.
Très curieusement, il associe une contraction simultanée de muscles antagonistes, tels les muscles masticateurs (fermeture de la bouche) et les muscles digastriques qui ont l'action prédominante, permettant la large ouverture de la bouche. Tous les muscles du faciès interviennent, donnant de multiples mimiques, sans ordre précis; les sécrétions lacrymales sont brièvement gênées dans leur écoulement par la compression des canaux lacrymaux, une larme perle alors à la paupière. Un peu de salive déborde la lèvre largement éversée bouche grande ouverte.
Cette association complexe et synergique de mouvements est néanmoins un comportement très stéréotypé qu'on peut qualifier de réflexe car de survenue involontaire. Une fois enclenché, le bâillement peut être modulé par la volonté, soit en accentuant toutes les phases, soit en minimisant l'ouverture de la bouche et l'expiration, mais sans jamais pouvoir être empêché.
Il survient souvent par salves de deux ou trois cycles accompagnées de mouvements d'étirement du tronc en hyperlordose, des membres en hyperextension chez les bipèdes, essentiellement au sortir du sommeil. Chez les quadrupèdes le dos peut se déformer en dos rond (carnivores - chats, chiens,...). Les primates non humains bâillent le plus souvent assis, parfois allongés et même exceptionnellement en marchant. A l'acmé du bâillement, on peut observer soit à un haussement d'épaules (mangabés), soit à une contraction des muscles de la nuque dessinant une "bosse de zébu" (macaques). Le port de la tête se fait en hyperextension cervicale à l'inspiration, suivie d'une flexion à l'expiration. Il s'associe à des émissions sonores de modulations différentes suivant la phase et les types de bâillements. Le bâillement peut apparaître simultanément à une urination, une défécation, une érection voire une vocalisation.
L'association bâillement étirements se nomme pandiculation.
Moindre audition, paupières fermées, sensation de plénitude corporelle, concourent à une relative perte de contact avec l'environnement. Le bâillement est souvent perçu comme une jouissance, un bref bien-être, ressemblant aux satisfactions des tiqueurs.
La durée du bâillement est fixe chez un individu. Il existe une stabilité au cours de la vie dans ce comportement, c'est à dire qu'il existe des petits bâilleurs (fréquence faible) et de grands bâilleurs (fréquence élevée). D'après les travaux du Prof Provine, 47% des étirements s'associent à des bâillements, alors que seulement 11% des bâillements sont associés à des étirements. Le bâillement chez les prématurés, chez le fœtus.