Suprahijazmatska jezgra (SCN) je par strukture veličine glave igle hipotalamusa, dijela mozga koji se nalazi iznad optičke hijazme, regije u kojoj se križaju optički živci. On kontrolira cirkadijalni ritam, ritmičko ponavljanje određenih pojava u otprilike isto vrijeme svaki dan. Također poznat kao biološki sat, sadrži oko 20,000 neurona koji generiraju neuronske i hormonalne signale koji reguliraju različite funkcije tijela u ciklusu od približno 24 sata. Neki signali koje generiraju neuroni suprahijazmatske jezgre uključuju gama-aminomaslačnu kiselinu, vazopresin, vazoaktivni crijevni peptid i somatostatin. Različite funkcije tijela koje su sinkronizirane s generiranim signalima su ciklus spavanja i buđenja, tjelesna temperatura, promjene krvnog tlaka, proizvodnja urina i lučenje hormona.
Cirkadijalni ritmovi mogu biti zahvaćeni ciklusom svjetla i tame okoline. Nakon što svjetlost koja dolazi iz okoline dođe do očiju, specijalizirane stanice mrežnice osjetljive na svjetlost poznate kao fotoreceptori pretvaraju svjetlost u električne signale, a zatim je prenose u mozak. Ti signali koji putuju duž retinohipotalamičnog trakta izazivaju uvlačenje. Entrainment je pomicanje faze suprahijazmatske aktivnosti jezgre tako da se ona sinkronizira sa svjetlosnim i tamnim ciklusom okoline iste frekvencije. Tijekom subjektivnog dana, uvlačenje je posredovano cikličkim adenozin monofosfatom i peptidom koji aktivira adenil ciklazu hipofize, dok je tijekom subjektivnog noći posredovano cikličkim gvanozin monofosfatom i acetilkolinom.
Osim svjetlosnih signala iz okoline, na suprahijazmatsku jezgru utječe melatonin. Melatonin je hormon koji pinealna žlijezda sintetizira iz neurotransmitera serotonina. On je i agens i regulator suprahijazmatske jezgre. Njegova sinteza je cirkadijalna, pri čemu je inhibirana svjetlošću i stimulirana tamom. Kako se njegova razina povećava tijekom mraka u okolišu, melatonin šalje informaciju mozgu da je noć stigla, te se u skladu s tim izaziva zauzimanje tjelesnih funkcija.
Identificirano je nekoliko gena koji reguliraju cirkadijalni ritam. To su bezvremenski geni, period, dclock i geni ciklusa. Oni kontroliraju ekspresiju proteina, što dovodi do složenog unutarstaničnog sustava negativne povratne sprege. Sustav negativne povratne sprege objašnjava periodičnost suprahijazmatskog nukleusa.
Varijacije u ritmu neuronske i hormonske signalizacije javljaju se sezonski. Može odražavati utjecaj varijacije duljine, plime, temperature i sunčeve svjetlosti dnevnog svjetla. U jet lagu, biološki sat je poremećen zbog nagle umjetne promjene vremena sata s putovanja u drugu vremensku zonu, što rezultira naglim pomakom neuronskih i hormonalnih signala. Često je potrebno nekoliko dana da se tijelo vrati u normalan 24-satni ciklus.