Os doentes podem adormecer dentro de 20-30 minutos após a toma de melatonina e a duração é de cerca de 5-6 horas. Alguns idosos podem ter um metabolismo mais lento e podem dormir durante cerca de 7 horas. Em alguns doentes com distúrbios graves do sono, o efeito clínico pode não ser óbvio após a toma de melatonina porque a melatonina induz o sono natural com a hormona sexual do corpo, que é segregada pela glândula pineal do corpo, e não é um sedativo ou um comprimido para dormir. A melatonina concentra-se principalmente em ajustar os ritmos do sono, superando as dificuldades em adormecer nas perturbações do sono, ao mesmo tempo que melhora a qualidade do sono, e pode ter um efeito significativo no número de despertares durante o sono. Os pacientes que tomam melatonina oralmente são aconselhados a regular o seu ritmo de sono, e se existirem distúrbios graves do sono podem ser suplementados com outros sedativos e medicamentos para dormir.