El síndrome de fibromialgia (SFM) es un síndrome de dolor crónico generalizado que va acompañado de fatiga, trastornos del sueño, ansiedad, depresión, falta de concentración y deterioro neurocognitivo. Dado que los fármacos disponibles en la actualidad no son del todo eficaces contra estos síntomas y suelen tener varios efectos secundarios, muchos científicos se han dado a la tarea de buscar remedios no farmacológicos. Se ha sugerido que muchos de los síntomas relacionados con el FMS están asociados a un patrón alterado de melatonina endógena. La melatonina interviene en la regulación de varios procesos fisiológicos, como los ritmos circadianos, el dolor, el estado de ánimo y el equilibrio oxidativo e inmunomodulador. Estudios clínicos preliminares han demostrado que la administración de diferentes dosis de melatonina a pacientes con SFM puede reducir los niveles de dolor y mejorar el estado de ánimo y los trastornos del sueño. Además, la capacidad antioxidante total, los niveles de 6-sulfatoximelatonina y cortisol urinario y otros parámetros biológicos mejoran tras la ingestión de melatonina. Recientes investigaciones han propuesto una relación fisiopatológica entre la disfunción mitocondrial, el estrés oxidativo y el SFM, estudiando ciertas proteínas implicadas en la homeostasis mitocondrial según la etiopatogenia de este síndrome. Estas mejoras ejercen efectos positivos sobre la calidad de vida de los pacientes con FMS, lo que sugiere que el uso de melatonina como coadyuvante puede ser una estrategia exitosa para el manejo de este síndrome.