Мелатонин встречается не только у человека, но и у животных, растений, червей и микроорганизмов.<ref>Caniato R, Filippini R, Piovan A, Puricelli L, Borsarini A, Cappelletti EM (2003). "Melatonin in plants". Advances in Experimental Medicine and Biology</ref> Исследование Maria Toschesemail в 2014 году показало, что мелатонин является одним из древнейших гормонов, который обеспечивал регуляцию циклов у многих живых организмов еще 700 миллионов лет назад. Ученые полагают, что ритм сна человека и других животных был унаследован у океанических предков, которые под влиянием этого гормона поднимались к прогретой солнцем поверхности днем, и погружались глубже в ночное время.<ref>Tosches M. A. et al. Melatonin Signaling Controls Circadian Swimming Behavior in Marine Zooplankton //Cell. – 2014. – Т. 159. – №. 1. – С. 46-57.</ref>

Мелатонин был открыт в 1958 году профессором Aaron B. Lerner. Он полагал, что это вещество может быть полезно для лечения кожных заболеваний. Препараты мелатонина впервые стали доступны в США только в 1993 году<ref>Ratzburg, Courtney (Undated). "Melatonin: The Myths and Facts". Vanderbilt University. 2007-12-02.</ref>, таким образом, это вещество имеет довольно короткую фармакологическую историю и его потенциал еще не полностью раскрыт.