Το μεταβαλλόμενο ωράριο εργασίας, η αλλαγή χρονικής ζώνης ή ορισμένες παθολογικές καταστάσεις, οδηγούν σε διαταραχές του ύπνου με κύριο χαρακτηριστικό την υπερβολική υπνηλία ή αϋπνία.

Η λήψη μελατονίνης επανασυγχρονίζει το βιορυθμό του οργανισμού, συμβάλλοντας στην ανακούφιση από το υποκείμενο αίσθημα της χρονικής υστέρησης του βιολογικού ρολογιού. Επίσης, βελτιώνει την ποιότητα του ύπνου σε εύρος και επάρκεια, συμβάλλοντας στη μείωση του χρόνου που απαιτείται για να επέλθει ο ύπνος.