Naturalny hormon występujący w organizmach ludzkich oraz wielu zwierząt. Jest znana głównie jako hormon regulujący rytm dobowy i sen-wczesne.

Główną funkcją melatoniny jest kontrolowanie cyklu snu i czuwania (rytmu dobowego). Jej produkcja wzrasta w ciemnościach, a maleje w świetle, co pomaga ustalić rytm dobowy organizmu. Melatonina jest wytwarzana głównie w szyszynce (gruczole epifizycznym) w mózgu.

Ze względu na jej wpływ na sen , melatonina jest stosowana jako suplement diety w celu łagodzenia bezsenności, regulacji snu u osób z zaburzeniami rytmu dobowego (np. u osób pracujących na nocnych zmianach) oraz u osób podróżujących między różnymi strefami czasowymi (zespół zmęczenia czasem, jet lag). W niektórych krajach melatonina jest dostępna bez recepty jako środek wspomagający sen.