褪黑素的免疫活性已经经过多种动物模型得到证实。早在1986年,已经在鼠类实验上证明褪黑素对免疫功能有一定影响。大多数学者认为褪黑素可能通过调节细胞因子的产生、免疫细胞与细胞因子的相互作用,从而调节免疫功能。