A melatonina provém da glândula pineal, que também controla a quantidade libertada no corpo. Por alguma razão, quando pouca luz atinge a retina, a melatonina é libertada em grandes quantidades. A melatonina libertada tem forte efeito nos ritmos circadianos.
Ao contrário dos humanos, muitos animais são completamente incapazes de reproduzir fora da época de acasalamento. Por exemplo, cavalos não produzem esperma fora da época. A época é determinada pela quantidade de luz exposta à retina do cavalo.
A hipófise anterior produz hormonas gonadotrópicas, luteinizante e folículo-estimulante. A melatonina inibe estas hormonas, prevenindo ou desencorajando o animal de acasalar e reproduzir durante certas estações.
Uma glândula pineal danificada pode não libertar melatonina. A falha na libertação pode causar distúrbios de sono como insónia. Perda de melatonina também foi relatada como causadora de mudanças de peso em hamsters. Animais incapazes de produzir melatonina podem não preparar os órgãos reprodutivos para a próxima época de acasalamento.
Proprietários de cavalos, hamsters e ovelhas podem ajustar níveis de melatonina. Podem ser baixados para desencorajar reprodução, ou os animais podem receber injeções de melatonina para induzir uma segunda época de acasalamento.