褪黑素的分泌具有昼夜节律性。光照会抑制褪黑素的分泌,所以白天褪黑素分泌少;晚上几乎无光照抑制,褪黑素分泌开始增加,引导人们正常入睡,夜间1-3点时褪黑素分泌达到高峰,此时人们进入了深睡眠期;次日早晨光照再次抑制褪黑素的分泌,人们就会慢慢醒来。与此情况类似,冬天和下雨天,因为光照都比较弱,褪黑素分泌相应增加,所以人们容易犯困,睡觉多。
不同的年龄段褪黑素的分泌量不同,在儿童时褪黑素分泌达到高峰,然后随着年龄的增加,体内分泌的褪黑素也慢慢减少,到老年时褪黑素明显下降,人们会表现出睡眠障碍和相关系统的紊乱,老年人中大部分每晚只能睡4-6小时,睡眠障碍很常见。