Vyrai ir moterys, kurie reguliariai vartoja melatonino papildus, gali tapti nuo jų priklausomi ir išsivystyti tam tikra priklausomybė nuo melatonino. Ši būklė paprastai apima miego sutrikimus be papildų ir gali apimti mieguistumą netinkamais momentais arba cirkadinio ritmo problemas apskritai. Priklausomybės simptomai paprastai greitai išnyksta, kai papildai nebevartojami, ir paprastai nesukelia jokių rimtų komplikacijų.
Terminas „priklausomybė nuo melatonino“ yra klaidingas pavadinimas. Melatoninas natūraliai randamas organizme ir, nors galima tapti priklausomam tiek fiziškai, tiek psichologiškai nuo melatonino papildų, tai nėra tikra priklausomybė technine šio termino prasme. Žmogaus kūnas natūraliai siekia vidinės pusiausvyros būklės, vadinamos homeostaze. Kai papildai naudojami siekiant padidinti natūraliai organizmo gaminamos medžiagos kiekį, organizmas reaguoja sumažindamas natūralią šios medžiagos gamybą ir ne taip stipriai reaguodamas į ją. Iš esmės organizmas pasiekia naują pusiausvyros tašką, pagrįstą aukštesniu tokios medžiagos, kaip melatonino, lygiu.
Kai nebevartojami papildai, didinantys natūralaus junginio, pvz., melatonino, kiekį, organizmo homeostazė vėl sutrinka, nes organizmui efektyviai trūksta šios medžiagos, kol jis vėl gali prisitaikyti prie normalesnio lygio. Dėl to pacientai gali patirti sunkesnių simptomų, dėl kurių jie iš pradžių pradėjo vartoti papildus, versijų. Priklausomybės nuo melatonino atveju tai reiškia, kad pacientai, kurie pradeda vartoti papildus, norėdami pabėgti nuo nemigos, nustoję vartoti papildus, gali patirti labai sunkią nemigą.
Jei asmuo nori pastebėti ar išvengti tokios priklausomybės melatoninui, jis turėtų atidžiai stebėti miego ciklą. Vyrams ir moterims, kurie tapo priklausomi nuo melatonino, paprastai bus labai sunku normaliai miegoti. Melatoninas yra atsakingas už organizmo veikimo lėtėjimą ir mieguistumo signalų teikimą, skatinantį miegą. Priklausomybė nuo melatonino apima daug didesnį toleranciją šiems cheminiams pranešimams, todėl tik didelės dirbtinės hormono dozės gali sukelti miegą.
Beveik visais atvejais priklausomybės simptomai yra lengvi. Dauguma žmonių gali lengvai prisitaikyti prie melatonino papildų kurso per kelias dienas, o ilgalaikis neigiamas poveikis yra labai retas. Tais atvejais, kai pacientas nerimauja, kad jam gali išsivystyti tam tikra priklausomybė nuo melatonino, paprastai turėtų pakakti trumpo bandomojo laikotarpio be papildų, kad būtų galima nustatyti, ar organizmas nuo jų priklauso, ar ne.