Металонинът се синтезира в мозъка от епифизната жлеза със започването на нощта и намаляващите слънчеви лъчи, за да доведе до заспиване и той се класифицира като неврохормон, който се потиска при излагане на светлина. В модерния свят има много източници на светлина през нощта, което прави синтеза на оптимални нива на мелатонин изключително трудно постижимо, за да може човек да има качествен и спокоен сън. Суплементирането се възприема като начин за достигане на по-високи нива на мелатонин преди заспиване. Липсата на качествен сън или нарушен режим на сън както се забелязва при хора работещи нощна смяна или хора страдащи от отпадналост след продължително пътуване със самолет (jet lag) се обвързват с множество здравословни проблеми и преждевременно остаряване. Суплементирането с мелатонин може да помогне за намалението на времето необходимо за заспиване. Продуктът не предизвиква зависимост и може да доведе до по-бързо заспиване без страничните ефекти, които много хора изпитват при приемането на различни силни лекарства за безсъние.
Мелатонинът има общи антиоксидантни и противовъзпалителни ефекти, което може да помогне на хора страдащи от състояния свързани с високи нива на оксидативен и възпалителен стрес. Хормонът също се проучва и за борба с ракови заболявания (особено рак на гърдата).Мелатонинът е научно доказан да бъде много ефективен за справяне с епизоди на инсомния, ограничаване на симптомите при пътуване със самолет, по-малка честота на появяване на стомашни язви, намаляване на кръвното налягане и смъртността от рак, ограничаване на симптомите на болестта на гастро-езофагиален рефлукс и киселини в стомаха тъй като се смята, че хормонът подсилва долната част на хранопровода. Мелатонинът е също полезен за намаление на нивата на триглицериди в кръвта (за по-добро сърдечно-съдово здраве) и ограничаване на интраокулярното налягане в очите (за по-добро зрение). Суплементирането с мелатонин подобрява качеството на съня, кръвопотока, нивата на антиоксидантни ензими, паметта, и инсулиновата чувствителност. Той може да доведе още до загуба на телесни мазнини, по-добро очно здраве, намаление на симптомите на шум в ушите и подобрено настроение.
По-възрастните хора произвеждат по-малки количества мелатонин и определено могат да се възползват от допълнителен прием. Депресията е също свързана с по-ниски нива на мелатонин.
Доказаните ефективни дози варират от 0.5 мг, 3-5мг и 10 мг, а дозата от 3 мг е най-често използваната в научните проучвания с хора. Суплементирането с мелатонин не намаля възможностите на човешкото тяло за естествено производство на хормона и продуктът е не-токсичен и не предизвиква зависимост.