Veza između triptofana i serotonina prilično je jasna. Na pojednostavljenoj razini, to bi se moglo smatrati odnosom roditelj-dijete, pri čemu je triptofan roditelj. Primarna razlika između triptofana i serotonina je u tome što je triptofan esencijalna aminokiselina i građevni blok biljnih i životinjskih proteina, a serotonin je neurotransmiter. Triptofan je prekursor serotonina i mora biti dostupan za njegovu organsku proizvodnju; to je jedini poznati izvor opskrbe. Osim što izravno utječe na razinu serotonina u mozgu, triptofan djeluje blago umirujuće i pomaže u borbi protiv glavobolje, tjeskobe, depresije i nesanice.
Za razliku od serotonina, triptofan se ne može sintetizirati u tijelu i mora se dobiti putem hrane ili dodataka prehrani. Prehrambeni izvori triptofana i serotonina uključuju meso bogato proteinima, svježi sir, mlijeko, smeđu rižu, proteine soje, tunu, škampe i kikiriki. Nakon što se dogodi probavni proces, dio triptofana se veže u proteine za skladištenje, a ostatak se apsorbira u krvotok i transportira u mozak, gdje će se dogoditi jedna od dvije stvari.
Većina triptofana koji dospije do mozga ući će na put kinurenina, a krajnji rezultat je vitamin B3, također poznat kao niacin. Preostali triptofan će putovati drugim putem i bit će obrađen u 5-hidroksitriptofan (5-HTP). Ovo je srednja faza na putu serotonin-melatonin.
Sljedeća konverzija koja se događa proizvodi kemijski glasnik poznat kao serotonin. Ovaj neurotransmiter odgovoran je za prijenos informacija s jedne stanice na drugu tijekom normalnog funkcioniranja živaca i mozga. Serotonin je najviše koncentriran u gastrointestinalnom traktu, trombocitima i hipotalamusu središnjeg živčanog sustava, srednjem mozgu i živčanim završecima.
Konačno, serotonin mora proći kroz N-acetilnu fazu prije nego što ga epifiza pretvori u neurohormon koji se zove melatonin. Ovaj hormon je čistač slobodnih radikala koji igra važnu ulogu u zdravom starenju. Također pomaže u postavljanju cirkadijalnog ritma tijela sinkronizirajući lučenje drugih hormona. Razina melatonina opada s godinama.
Dodaci prehrani triptofana povučeni su i kasnije zabranjeni u određenim dijelovima svijeta nakon nekih smrti i bolesti pripisanih kontaminantima u kasnim 1980-ima. U nekim zemljama, dodatni triptofan dostupan je na recept. Na mjestima gdje je zabranjen kao pojedinačni dodatak, obično se može naći kao komponenta u formulama za pomoć pri spavanju. Postoje sintetičke verzije 5-HTP bez recepta na temelju ekstrakata iz sjemena biljke Griffonia simplicifolia koji mogu pomoći u povećanju razine triptofana i serotonina. Dostupni su i dodaci melatonina koji se obično koriste kao pomoć pri spavanju ili za smanjenje jet lag-a.