신체가 빛에 노출되면 눈의 망막에서부터 시상하부라는 뇌영역으로 가는 신경경로를 자극합니다. 시상하부의 시교차위핵(Suprachiasmatic nucleus, SCN=생물학적 시계 역할)이 송과선을 자극하여 멜라토닌이 만들어져 혈액으로 분비됩니다. 멜라토닌의 전구체는 트립토판(아미노산)에서 유래한 신경전달물질인 세로토닌입니다. 송과선 내에서 세로토닌은 멜라토닌을 생산하기 위해 변화합니다. 즉 세로토닌->아세틸 세로토닌->멜라토닌으로 전환됩니다. 멜라토닌은 빛을 쬔 후 15시간 후부터 생산되는데 오전 6시에 빛을 쬐게되면 송과선은 일반적으로 오후 9시경 생산을 시작합니다. 멜라토닌 수치가 잠들기 2시간 점 부터 급격히 증가하면서 졸리게 되고 잠자는 동안 멜라토닌 수치는 12시간 동안 상승(오전 2-4시에 가장 많이 생성)된 상태를 유지합니다. 멜라토닌 수치는 오전 9시 부근에서 거의 측정되지 않을 정도로 감소합니다.