La mélatonine est en toute probabilité un moyen efficace pour lutter contre la céphalée de cluster ou la migraine. Pour les autres types de céphalées, on dispose encore de trop peu d’informations pour tirer des conclusions appropriées. 

La dose optimale de mélatonine s’élève à:

• environ 3mg pour une migraine;

• 10mg pour une céphalée de cluster, mais des doses plus élevées peuvent être plus efficaces;

• 30mg de mélatonine ont été nécessaires, pour traiter une hémicrânie continua (caractérisée par un mal de tête continu sur un côté de la tête avec une intensité fluctuante).

Des dosages importants en mélatonine allant jusqu’à 100mg n’ont pas provoqué d'effets secondaires néfastes pour la santé.

Comme la céphalée semble suivre le rythme biologique de 24 heures, on a considéré que la mélatonine, hormone de la nuit, pouvait être considérée comme une thérapie possible, bien qu’aujourd’hui les mécanismes de cette mélatonine fassent encore l’objet de spéculations.

Les patients sous mélatonine jouissent sans doute d’une meilleure qualité de sommeil et cela permet peut-être déjà d’éviter une crise migraineuse.

Si la mélatonine est connue pour ses implications dans les cycles biologiques circadiens, elle intervient également à d'autres niveaux dans l'organisme:

• elle a une action anti-inflammatoire et analgésique par la stimulation du système immunitaire;

• elle a un rôle antioxydant;

• elle intervient dans la régulation de la pression artérielle.