褪黑激素分泌的不足與睡眠問題之間存在著密切的聯繫，它影響著對大腦中的「視神經交叉上核」的調節，視神經交叉上核這種神經核就像鬧鐘一樣，設定了生物時鐘，影響身體何時該醒、何時該睡，褪黑激素的分泌決定了睡眠生物時鐘的運作狀況和規律性，當褪黑激素在腦內分泌到足夠量時，我們開始產生睡意，濃度愈來愈高時，就代表我們的睡意愈濃，直到睡著；睡著後，褪黑激素持續分泌，到半夜達到最高峰，讓我們更沈睡；之後它會慢慢的減少，直到早晨的光線把我們叫醒。所以褪黑激素可以讓白天興奮的大腦鎮靜下來，讓我們在晚上可以放鬆，進入睡眠