Epifiza se nalazi iznad malog mozga i blizu središta ljudskog mozga. Žlijezda je vrlo mala, veličine manje od 1/2 inča (1.27 cm). Sinteza melatonina događa se u epifizi kao odgovor na promjene svjetla. Kod ljudi ovo lučenje hormona regulira san i upleteno je u bolesti povezane sa starenjem i sezonski afektivni poremećaj (SAD).
Retina u oku prenosi informacije o izloženosti svjetlosti epifizi. Epifiza koristi ove informacije za koordinaciju ljudskog biološkog sata. Epifiza noću luči melatonin kako bi se potaknuo san, dok izlaganje svjetlu inhibira proizvodnju melatonina. Tijekom dana lučenje melatonina gotovo je na nuli.
Epifiza i melatonin su uključeni u sezonski afektivni poremećaj. U zimskim mjesecima na sjevernim geografskim širinama količina sunčeve svjetlosti opada. Smanjenje dnevnog svjetla uzrokuje da pinealna žlijezda povećava proizvodnju melatonina. Povećanje razine melatonina dovodi do prekomjerne pospanosti, debljanja, umora i depresije. Izlaganje SAD pacijenta umjetnoj sunčevoj svjetlosti inhibira proizvodnju melatonina i poboljšava simptome.
Jet lag je uzrokovan poremećajem u cirkadijalnim ritmovima koji je rezultat nedostatka tame jer letovi zrakoplovnih prijevoznika preko vremenskih zona ometaju pinealnu žlijezdu i proizvodnju melatonina. Simptomi jet lag-a uključuju nesanicu, umor i maglu mozga, iako uzimanje dodataka melatonina može pomoći u obnavljanju cirkadijalnih ritmova. Radnici u noćnoj smjeni imaju simptome slične jet lagu. Za ove radnike, spavanje sa zavjesama za zamračivanje može pomoći u simulaciji noći i induciranju proizvodnje melatonina.
Epifiza i proizvodnja melatonina mijenjaju se s starijom dobi. Proizvodnja melatonina opada i pinealna žlijezda razvija kalcifikacije koje se nazivaju pijesak mozga. Melatonin je snažan antioksidans i uključen je u promicanje enzima glutation peroksidaze, drugog antioksidansa. Oba ova antioksidansa sprječavaju oštećenja od slobodnih radikala. Kada se razina melatonina smanji, rezultirajuća oštećenja slobodnih radikala mogu pridonijeti starenju i bolestima povezanim sa starenjem.
Kod sisavaca s određenom sezonom razmnožavanja, epifiza i razina melatonina također kontroliraju plodnost. Izvan sezone parenja, mužjaci ne proizvode spermu jer visoka razina melatonina inhibira spolne žlijezde. U proljeće se povećava količina dnevnog svjetla, smanjuje razina melatonina i životinja je spremna za novi ciklus uzgoja. Ljudi ne doživljavaju sezonsku reprodukciju, tako da razine melatonina ne utječu na ljudsku plodnost.