Melatonine is hoogstwaarschijnlijk een doeltreffend middel tegen clusterhoofdpijn of migraine. Voor de andere types hoofdpijn beschikken we nog over te weinig gegevens om sluitende conclusies te kunnen trekken. 

De optimale dosis melatonine bedraagt:

-      ongeveer 3mg voor migraine;

-      10mg voor clusterhoofdpijn, maar hogere doses kunnen doeltreffender zijn;

-      30mg melatonine was nodig om hemicrania continua (gekenmerkt door ononderbroken hoofdpijn aan één kant van het hoofd, met wisselende intensiteit) te behandelen.

Hoge dosissen melatonine tot 100mg veroorzaakten geen bijwerkingen die schadelijke waren voor de gezondheid.

Aangezien hoofdpijn de biologische klok van 24 uur lijkt te volgen, wordt aangenomen dat melatonine, een nachtelijk hormoon, een mogelijke behandeling zou kunnen vormen, hoewel het momenteel nog gissen is naar het precieze werkingsmechanisme van deze stof.

De slaapkwaliteit van patiënten die melatonine krijgen, is in elk geval beter, wat misschien kan volstaan om een migraineaanval te voorkomen.

Van melatonine is bekend dat het een rol speelt in het biologische dag-en-nachtritme, maar het heeft ook nog andere effecten op het lichaam:

-      werkt ontstekingswerend en pijnstillend dankzij de stimulatie van het immuunsysteem;

-      heeft een antioxiderende werking;

-      speelt een rol bij de regeling van de bloeddruk.