Мелатонинът, 5-метокси-N-ацетилтриптамин, е
хормон, присъсващ в организмите на всички живи същества от
водораслите до
човека в нива, променящи се в ежедневен цикъл. При висшите животни мелатонинът се произвежда от пинеалоцитите в
епифизата (разположена в
мозъка), а също и от ретината и стомашно-чревния тракт. Той се синтезира естествено от
аминокиселината триптофан (чрез синтез на
серотонин) от
ензима 5-хидроксиндол-O-метилтрансфераза.
Много биологически ефекти на мелатонина се осъществяват чрез активиране на мелатониновите рецептори, а други възникват в резултат от ролатя му на широко разпространен и много силен антиоксидант със специална роля в предпазването на ядрената и митохондриална ДНК. Мелатонин се синтезира и от различни
растения като
ориза и за погълнатият мелатонин е показано, че е способен да достигне местата за свързване на мелатонина в мозъците на
бозайниците и да се свърже с тях.
Производството на мелатонин от епифизата е под влияние на супрахиазмалното ядро на
хипоталамуса, което приема информация от ретината за ежедневната смяна на светлина и мрак. Този сигнал е част от системата, регулираща денонощния цикъл, но супрахиазмалното ядро е това, което управлява дневния цикъл в повечето компоненти на паракринната и
ендокринната системи, а не мелатониновият сигнал (както е приемано в миналото). Мелатонинът, произведен в епифизата действа като ендокринен хормон, тъй като се отделя в
кръвта, докато мелатонинът, произведен от ретината и стомашно-червния тракт действа като паракринен хормон.