褪黑素分泌的昼夜节律失常是孤独症患儿常出现睡眠障碍的重要原因。褪黑素由脑垂体分泌、用于调节睡眠觉醒循环，孤独症患儿褪黑素的昼夜分泌量差异显著减小； 

通过补充褪黑素治疗孤独症患儿失眠是安全有效的。临床研究表明，补充褪黑素可显著缩短患儿入睡时间、减少夜醒次数并延长总睡眠时间，且未观察到长期使用褪黑素对患儿生长发育产生不利影响，也未发现存在戒断反应或其他严重不良反应；

 褪黑素干预有望通过缓解孤独症儿童的夜间睡眠障碍改善其日间行为异常。美国孤独症治疗联盟（ATN）指南已提出，若孤独症患儿存在严重日间行为问题且无法接受行为治疗时，应考虑使用褪黑素治疗。