La mélatonine est une neurohormone secrétée par la glande pinéale (ou épiphyse). Sa caractéristique est d'être secrétéé la nuit uniquement et cela que ce soit chez l'homme, l'animal diurne ou nocturne (le rongeur). La régulation de la secrétion de la mélatonine se fait par la lumière, qui inhibe ou stimule sa synthèse. La mélatonine, par un mécanisme de boucle de régulation peut moduler les noyaux suprachiasmatiques qui fonctionnent comme 'une horloge interne' au niveau des récepteurs mélatoninergiques. Les agonistes mélatoninergiques spécifiques sont actifs dans différents modèles animaux représentatifs de troubles de sommeil dûs à des altérations du rythme circadien.