เมลาโทนินถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในฐานะอาหารเสริมเพื่อช่วยควบคุมรูปแบบการนอนหลับ โดยเฉพาะในผู้ที่มีปัญหานอนไม่หลับ เจ็ทแล็ก หรือภาวะนอนหลับผิดปกติจากงานกะ มักรับประทานทางปากในรูปแบบเม็ดหรือแคปซูลเพื่อส่งเสริมการผ่อนคลายและปรับปรุงคุณภาพการนอนหลับ นอกจากนี้ เมลาโทนินยังใช้ในการรักษาทางการแพทย์บางอย่างเพื่อแก้ไขความผิดปกติของจังหวะสัญญาณนาฬิกาชีวภาพในบุคคลตาบอดหรือผู้ที่มีอาการล่าช้าของระยะการนอนหลับ นอกเหนือจากการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับการนอนหลับ เมลาโทนินยังถูกศึกษาในคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระที่อาจมีและบทบาทในการสนับสนุนการทำงานของระบบภูมิคุ้มกัน ในสัตวแพทย์ เมลาโทนินบางครั้งใช้ในการจัดการปัญหาการนอนหลับและพฤติกรรมในสัตว์ การใช้งานควรได้รับคำแนะนำจากปริมาณที่เหมาะสมและคำปรึกษาทางการแพทย์เสมอ บางการศึกษายังชี้ให้เห็นศักยภาพเบื้องต้นในการช่วยลดอาการวิตกกังวลและภาวะซึมเศร้า แต่ยังต้องการการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อยืนยันประสิทธิภาพและความปลอดภัยในระยะยาว