Melatonina, pochodna tryptofanu, syntetyzowana u ssaków głównie w szyszynce, koordynuje pracę zegara biologicznego, regulując rytmy dobowe. Jej wytwarzanie pozostaje pod wpływem światła, a stężenie zmienia się wraz z wiekiem. Dzięki specyficznej budowie chemicznej melatonina ma możliwość przekraczania wszystkich barier biologicznych w organizmie i oddziaływania na inne tkanki i komórki w sposób pośredni i bezpośredni. Mechanizm działania tego hormonu obejmuje wiązanie z receptorami błony komórkowej, receptorami jądrowymi i wewnątrzkomórkowymi białkami. Melatonina ma działanie antyoksydacyjne; zasadniczy jest również jej wpływ immunomodulacyjny i antylipidowy, a także rola w wydzielaniu innych hormonów – prolaktyny, lutropiny, folitropiny, somatotropiny, tyreoliberyny, adrenokortykotropiny czy glikokortykosteroidów. W ostatnich latach badania naukowe skupiły się na potencjalnym wpływie melatoniny na etiologię i rozwój różnych jednostek chorobowych, takich jak: zaburzenia snu, choroby przewodu pokarmowego, choroby nowotworowe, psychiatryczne i neurologiczne, choroby układu sercowo-naczyniowego czy choroby przebiegające z zaburzeniami obrotu kostnego. Coraz szerzej opisywane są wskazania do zastosowania melatoniny w pediatrii. Obejmują one m.in. dyssomnie u dzieci z zaburzeniami neurorozwojowymi, takimi jak zespół nadpobudliwości z deficytem uwagi, leczenie wspomagające w przypadku drgawek gorączkowych i padaczki, jak również potencjalne zastosowanie w anestezji dziecięcej. Molekularny mechanizm i szerokie spektrum działania melatoniny nie zostały jeszcze dokładnie zbadane, a jej znaczenie kliniczne jest często niedoceniane. Hormon ten stanowi obiecujące ogniwo w osiągnięciu alternatywnych rozwiązań terapeutycznych.