La gente usa melatonina para ajustar el reloj interno del cuerpo. Se usa para el síndrome transoceánico, para ajustar los ciclos de sueño-despertar entre la gente cuyo horario de trabajo diario se cambia (trastorno por turnos laborales) y para ayudar a la gente ciega a establecer un ciclo diurno y nocturno. La melatonina también se usa para la incapacidad para dormirse (insomnio); síndrome de la fase de sueño tardía (DSPS); trastorno del comportamiento del sueño por movimientos oculares rápidos (RBD); insomnio relacionado con el trastorno por déficit de atención e hiperactividad (TDAH); insomnio debido a ciertos fármacos usados contra la presión arterial alta llamados betabloqueantes; y problemas del sueño entre los niños con trastornos del desarrollo que incluyen autismo, parálisis cerebral y discapacidad intelectual. Además, se usa como ayuda para dormir después de suspender el uso de los fármacos con benzodiazepina y con finalidad de reducir los efectos secundarios de dejar de fumar. Unas personas usan melatonina para curar la enfermedad de Alzheimer o pérdida de memoria (demencia), trastorno bipolar, enfermedad pulmonar llamada enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC), insomnio causado por los fármacos betabloqueantes, endometriosis, zumbido en los oídos, depresión o trastorno afectivo estacional (SAD), trastornos mentales leves, enfermedad hepática no alcohólica, síndrome de fatiga crónica (CFS), fibromialgia, síndrome de piernas inquietas, enfermedad inflamatoria llamada sarcoidosis, esquizofrenia, migraña y otros dolores de cabeza, pérdida de visión relacionada con la edad, hiperplasia prostática benigna (BPH), síndrome del intestino irritable (IBS), pérdida ósea (osteoporosis), un trastorno del movimiento llamado discinesia tardía (TD), enfermedad por reflujo ácido, Helicobacter pylori (H. pylori), ejercicio físico, infertilidad, epilepsia, envejecimiento, en caso de la menopausia, síndrome metabólico, para la recuperación después de la cirugía, agitación causada por anestesia, estrés, trastorno de movimiento involuntario (discinesia tardía), cambios en la frecuencia cardíaca cuando cambia su posición de la acostada a la sentada (síndrome de taquicardia postural), delirio, incapacidad para controlar la micción, dolor en la mandíbula, enfermedad inflamatoria intestinal (colitis ulcerosa) y para el control de la natalidad.