Om dagen er melatonin enten fraværende eller på et lavt, ikke målbart nivå. Utpå kvelden er hormonet produsert i og utskilt av epifysen (konglekjertelen). Melatoninnivået i systemet kan måles ved blodprøver eller spyttprøver. Det går også an å måle avfallsstoffet etter melatonin, 6-sulphatoxymelatonin (aMT6s), i urin om morgenen og utover dagen.