Mężczyźni i kobiety, którzy regularnie przyjmują suplementy melatoniny, mogą stać się od nich uzależnione i rozwinąć formę uzależnienia od melatoniny. Ten stan zwykle wiąże się z trudnościami w zasypianiu bez suplementów i może obejmować senność w nieodpowiednich momentach lub ogólnie problemy z rytmem dobowym. Objawy uzależnienia zazwyczaj szybko ustępują po zaprzestaniu przyjmowania suplementów i na ogół nie wiążą się z żadnymi poważnymi komplikacjami.
Termin „uzależnienie od melatoniny” jest mylący. Melatonina występuje naturalnie w organizmie i chociaż można uzależnić się, zarówno fizycznie, jak i psychicznie od suplementów melatoniny, nie jest to prawdziwe uzależnienie w technicznym sensie tego terminu. Organizm ludzki w naturalny sposób poszukuje stanu równowagi wewnętrznej, zwanej homeostazą. Kiedy suplementy są stosowane w celu zwiększenia poziomu substancji, którą organizm naturalnie wytwarza, organizm reaguje obniżając naturalną produkcję tej substancji i słabiej na nią reagując. Zasadniczo organizm osiąga nowy punkt równowagi oparty na wyższym poziomie substancji, takiej jak melatonina.
Kiedy suplementy zwiększające poziom naturalnego związku, takiego jak melatonina, nie są już przyjmowane, homeostaza organizmu jest ponownie zaburzona, ponieważ organizm jest skutecznie ubogi w tę substancję, dopóki nie przyzwyczai się ponownie do bardziej normalnego poziomu. Może to spowodować, że pacjenci będą cierpieć z powodu cięższych wersji objawów, z powodu których początkowo zaczęli przyjmować suplementy. W przypadku uzależnienia od melatoniny oznacza to, że pacjenci, którzy zaczynają przyjmować suplementy w celu ucieczki od bezsenności, mogą cierpieć na bardzo ciężką bezsenność po zaprzestaniu przyjmowania suplementów.
Jeśli dana osoba chce zauważyć lub uniknąć tego rodzaju uzależnienia od melatoniny, powinna uważnie monitorować cykl snu. Mężczyźni i kobiety, którzy stali się uzależnieni od melatoniny, zwykle mają trudności z normalnym snem. Melatonina jest odpowiedzialna za spowalnianie funkcjonowania organizmu i dostarczanie sygnałów senności w celu wywołania snu. Uzależnienie od melatoniny polega na budowaniu znacznie wyższej tolerancji na te chemiczne komunikaty, tak że tylko duże, sztuczne dawki hormonu są w stanie wywoływać sen.
Prawie we wszystkich przypadkach objawy uzależnienia są łagodne. Większość ludzi może łatwo dostosować się do suplementacji melatoniny w ciągu kilku dni, a długoterminowe negatywne skutki są bardzo rzadkie. W sytuacjach, gdy pacjent obawia się, że może rozwinąć się u niego forma uzależnienia od melatoniny, krótki okres próbny bez suplementów powinien zazwyczaj wystarczyć, aby ustalić, czy organizm stał się od nich zależny.