Ena najpogostejših uporab melatonina je kot pomoč pri spanju. Prednosti tega dodatka so zmanjšanje časa, ki je potreben za zaspanje, podaljšanje časa spanja in zmanjšanje zamika jet lag s ponastavitvijo telesa na normalen cikel spanja v drugem časovnem pasu. Negativni stranski učinki vključujejo občutek zaspanosti čez dan, omotico, glavobole, razdraženost v želodcu, razdražljivost, nočno dezorientacijo, hojo v spanju in nočne more.
Za optimizacijo koristi za spanje melatonin običajno zaužijemo med 30 minutami in eno uro pred spanjem. Lahko pomaga zmanjšati čas, potreben za zaspanje, in pomaga ljudem, da spijo dlje kot običajno. Melatonin je hormon, ki se naravno proizvaja v telesu, da pomaga vzdrževati cikel spanja in budnosti, in jemanje sintetičnih dodatkov se lahko uporabi za zavajanje telesa, da premaga zamik jet. Ko se sončna svetloba zmanjšuje, telo proizvaja več melatonina, da se telo pripravi na spanje. Pri spreminjanju časovnih pasov lahko oseba, ki vzame spojino le nekaj ur, preden želi zaspati v prvih nekaj dneh potovanja, pomaga telesu, da se počuti zaspano, ko bi bilo običajno budno.
Večina težav, povezanih z melatoninom, je odvisna od odmerka in jih je mogoče ublažiti z manjšim jemanjem. Te težave so prisotne šele, ko se pomoč pri spanju prvič začne in izginejo, ko oseba preneha jemati dodatek. Lahko povzroči nočno zmedenost, dezorientacijo ob prebujanju, hojo v spanju in nočne more. Težave, ki se lahko pojavijo čez dan, so razdražljivost, omotica, razdraženost v želodcu in občutek zaspanosti podnevi. Najboljši način, da posamezniki preprečijo te neželene učinke, je, da začnejo z majhnim odmerkom in postopoma povečujejo količino, dokler dodatek ne postane koristen.
Optimalni odmerek melatonina bo povečal koristi in zmanjšal neželene učinke, vendar je ljudem lahko težko ugotoviti, koliko jih je treba vzeti. Za ljudi, ki razmišljajo o jemanju tega pripomočka za spanje, je najbolje, da se posvetujejo z zdravnikom, da dobijo razpon najmanjšega in največjega odmerka, nato pa začnejo z majhnim odmerkom in postopoma povečevati, dokler ne dosežemo koristi. Na voljo so različne koncentracije, kar omogoča postopno povečevanje odmerka. Prehranska dopolnila, narejena iz živali, lahko vsebujejo viruse, zato je treba melatonin za spanje izdelati samo iz sintetičnih sestavin.