Chez ceux qui ont un rythme de veille-sommeil plutôt normal, la mélatonine est présente dans le sang pendant près de 10 heures dans la journée, soit à peu près entre 20H et 6H du matin. Ce créneau peut varier d’un individu à un autre. Toutefois, le pic de production de cette hormone se situe entre 2H et 4H du matin. Les molécules de mélatonine présentes dans le sang sont vite éliminées par le foie. Elles doivent donc être produites en continu. Leur action est principalement liée au système nerveux, à la fonction du sommeil et au rythme circadien. Il se construit autour des phases d’éveil et de sommeil qui constituent chaque cycle de 24 heures. C’est une horloge biologique interne, qui synchronise les différentes fonctions de l’organisme. C’est un enchevêtrement parfaitement coordonné de plusieurs rythmes biologiques sur une base quotidienne.  Son importance est primordiale pour caler le tempo des différents processus physiologiques qui nous maintiennent en vie. Température corporelle, rythme cardiaque, fréquence respiratoire, actions immunitaires et autres, se succèdent et parfois se superposent selon une partition assez rigoureuse. Par exemple, en phase de sommeil, notre cœur bat moins vite, notre respiration ralentit et la digestion est à son minimum. C’est aussi pendant cette phase que les réparations tissulaires ont lieu et le système immunitaire est alors très sollicité. Par contre en phase d’éveil nous avons plutôt besoin d’une certaine vigilance et d’un tonus suffisant pour être actif. Tout cela est mis en œuvre par l’organisme en tenant compte du rythme veille-sommeil que donne l’horloge circadienne en se basant sur le taux de mélatonine. Le cycle de 24 heures que définit le rythme circadien persiste même en l’absence de signaux extérieurs pour servir de référence. C’est un découpage autonome très profondément ancré en nous. Même au fond des océans à l’intérieur d’un sous-marin, votre rythme circadien ne disparait pas. L’organisme continuera de se comporter à certains moments comme en situation de journée et à d’autres moments comme si vous étiez la nuit. Et ceci à intervalles de 24 heures. C’est une conséquence du rythme circadien. Parfois, lors d’un décalage horaire par exemple, il se désynchronise. A ce moment, la période indiquée à nos organes par notre rythme circadien comme étant le jour, peut en fait être la nuit. C’est là qu’entre en jeu la mélatonine pour resynchroniser ce rythme circadien avec votre environnement.