คุณประโยชน์ของการทำสมาธิ ถูกกล่าวไว้มากมายไม่ว่าจะเป็นการทำให้ผ่อนคลาย ทำให้จิตใจสงบแล้วทำให้มรสติปราดเปรื่อง ส่งผลดีต่อประสิทธิภาพการทำงาน การเรียนหนังสือหรือแม้แต่การดำเนินชีวิต อย่างไรก็ดีผลจาการนั่งสมาธิยังไม่เคยมีบทพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์ จนกระทั่งปี 2503 มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ได้ทำการวัดคลื่นสมองของมนุษย์ขณะทำกิจกรรม 3 อย่าง คือ ขณะที่ตื่น หลับ และทำสมาธิ
ผลที่ออกมาคือสมองเวลาที่ทำงานปกติจะปล่อยคลื่นเบต้าออกมา โดยมีความถี่ 13-40 รอบ ต่อวินาที ความถี่ขณะนี้ถือว่าสูงมาก สองจะตอบสนองสิ่งเร้าได้เร็วมา
ส่วนสมองขณะนั่งสมาธิระดับต้นจะปล่อยคลื่นแอลฟ่าออกมา แต่ถ้าเป็นการทำสมาธิระดับสูงสมองจะปล่อยคลื่นธีต้าออกมา โดยมีความถี่ 4 - 13 รอบ ต่อวินาที ซึ่งสมองจะตอบสนองต่อสิ่งเร้าน้อย เรียบเรียงข้อมูลได้เป็นระบบ ส่งผลให้จิจใตสงบและผ่อนคลายให้มากขึ้น และสมองขณะหลับสนิทจะปล่อยคลื่นเดลต้าออกมาโดยมีความถี่คลื่นต่ำสุด 4-5 รอบต่อวินาที
แต่ในกรณีของผู้ปฏิบัติธรรมที่ทำสมาธิในระดับสูง คลื่นสมองจะเปลี่ยนเป็นเดลต้า เหมือนขณะที่หลับ แต่ว่ายังตื่นรู้และมีสติอยู่ ซึ่งหากใครทำได้จะสามารถทำให้การตัดสินใจที่เฉียบคมขึ้น มีการคิดที่เป็นระเบียบขึ้นส่งผลในด้านดีหลายอย่าง