褪黑激素對原發性睡眠障礙的效果評估
原發性失眠（Primary Sleep Disorders）是一種非由醫學、精神或環境原因引起的失眠，是根據精神疾病診斷與統計手冊（DSM-IV）中的診斷標準。
原發性失眠主要的症狀為開始或維持睡眠困難，或患有非恢復性睡眠，持續至少1個月。
第二個標準是，睡眠障礙(或相關的日間疲勞) 在社會、職業或其他重要功能領域造成重大的痛苦或損害。
第三個標準是不完全發生在嗜睡症、呼吸相關睡眠障礙、晝夜節律睡眠障礙或睡眠異常的睡眠障礙
第四個標準是不完全發生在另一種精神障礙的過程中(如重度憂鬱障礙、廣泛性焦慮症、妄想)。
最後，第五個標準是非由於物質(如藥物濫用、藥物治療)或一般醫療條件的直接生理影響引發。
一則文獻統合分析（meta-analysis，包含19則隨機安慰劑對照試驗，參與者共1,683位原發性失眠患者）指出，與安慰劑相比，褪黑素有助於降低入睡前等待時間，並增加總睡眠時間，改善整體睡眠品質。
另外，雖然褪黑激素的睡眠障礙改善效益低於治療失眠藥物，但造成的副作用相對較少。
結論：針對原發性睡眠障礙，口服褪黑激素確實能改善患者的睡眠狀態，但受限於小樣本數，仍需更多大型實驗加以佐證。
褪黑激素對次發性睡眠障礙的效果評估
慢性失眠除了上述提到的原發性因素，還有次發性因素（secondary sleep disorders），通常由醫療狀況、神經學、環境、藥物或精神病學原因引起。
醫學病因包括疼痛、甲狀腺疾病、胃酸逆流、冠狀動脈疾病、肺部疾病(慢性阻塞性肺病、氣喘、睡眠呼吸中止症、中央肺泡缺氧症候群)、慢性腎功能不全、飲食失調、甲狀腺功能障礙、纖維肌痛症、月經相關睡眠障礙和懷孕。
神經學原因包括頭痛、帕金森氏症和與睡眠有關的運動障礙（夜間肌肉抽動，RLS）。
環境因素則有過量的噪音、有害氣味、強光或極端的環境溫度，藥物及精神因素則有：酒精中毒，焦慮障礙，情緒障礙，恐慌障礙和其它精神疾患。
一則文獻回顧及統合分析（meta-analysis，包含7則隨機對照試驗，共205位次發性睡眠障礙患者）指出，相較於安慰劑，外源性褪黑激素降低了入眠所需時間，且增加了總睡眠時間，但對睡眠效率則無明顯幫助。
結論：針對次發性睡眠障礙，口服褪黑激素對於改善症狀有正面幫助，但受限於小樣本數及潛在偏誤，仍需更多設計精確的試驗加以佐證。