Eine Vielzahl von Organismen, darunter auch Säugetiere, haben eine sich selbst erhaltende 24-Stunden-Uhr-Maschinerie entwickelt, die als zirkadiane Uhr (biologische Uhr) bekannt ist und es ermöglicht, Umwelteinflüsse wie die täglichen Licht- und Dunkelheitszyklen vorherzusehen, darauf zu reagieren und sich daran anzupassen. Das ordnungsgemäße Funktionieren der Uhr spielt eine zentrale Rolle bei der zeitlichen Regulierung einer Vielzahl von zellulären, physiologischen und verhaltensbezogenen Prozessen. Es wurde festgestellt, dass eine Störung der zirkadianen Rhythmen mit dem Auftreten und Fortschreiten verschiedener Krankheiten in Verbindung gebracht wird, darunter Schlaf- und psychische Störungen, Krebs und Neurodegeneration. Die Rolle der zirkadianen Uhr bei Gesundheit und Krankheit und ihre klinischen Anwendungen haben daher zunehmend an Aufmerksamkeit gewonnen, aber die genauen Mechanismen, die der zeitlichen Regulierung zugrunde liegen, erfordern weitere Arbeiten und die Integration von Erkenntnissen aus verschiedenen Forschungsbereichen. In dieser Übersicht werden die aktuellen Erkenntnisse über die Funktionsweise molekularer Schaltkreise als Generatoren zirkadianer Rhythmen und die wesentliche Rolle der zirkadianen Synchronität in einem gesunden Organismus behandelt. Insbesondere erörtern wir die Rolle der zirkadianen Regulierung im Zusammenhang mit Verhalten und kognitiven Funktionen und beschreiben, wie der Verlust dieses engen Zusammenspiels mit der pathologischen Entwicklung verbunden ist, wobei der Schwerpunkt auf psychischen Störungen und Neurodegeneration liegt. Darüber hinaus werden neue Aspekte des Zusammenhangs zwischen der zirkadianen Uhr und den durch körperliche Betätigung ausgelösten kognitiven Funktionen sowie die derzeitige Verwendung von Sport als zirkadianer Aktivator beschrieben, der sich positiv auf die Verzögerung des Fortschreitens bestimmter Pathologien, einschließlich Neurodegeneration und hirnbezogener Störungen, auswirken kann. Schließlich erörtern wir neuere epidemiologische Erkenntnisse, die auf eine wichtige Rolle der zirkadianen Uhr für die psychische Gesundheit hinweisen.