Melatoniini (N-asetyyli-5-metoksitryptamiini) on indoliamiineihin kuuluva peptidihormoni. Se on lajinkehityksessä säilyttänyt yksinkertaisen rakenteensa kaikissa elämänmuodoissa, joista sitä tähän mennessä on tutkittu. Siten myös sen tehtävät saattavat olla eri lajeilla samanlaisia. Nisäkkäillä melatoniini edistää pimeäntuloon liittyvää käyttäytymistä, esimerkiksi ihmisellä nukkumaanmenoa helpottamalla nukahtamista. Melatoniinin tuotanto on suurimmillaan yöllä ja pienimmillään päivällä. Talvella melatoniinin tuotanto on hieman suurempaa kuin kesällä. Se toimii eräänlaisena pimeän signaalina. Melatoniini välittää elimistölle tiedon sekä vuorokauden valoisan ja pimeän että mahdollisesti myös vuodenaikojen vaihdoksista. Melatoniini voitaisiin tämän takia osuvimmin nimetä joko yöhormoniksi tai talvihormoniksi.