Melatonin (MLT) ist ein körpereigenes Hormon, das von der Zirbeldrüse produziert wird und vielversprechende Antitumoreffekte aufweist. Die entzündungshemmenden und antioxidativen Eigenschaften von MLT sowie seine immunmodulatorischen, proapoptotischen und antiangiogenen Eigenschaften werden häufig als die wichtigsten Mechanismen seiner Anti-Tumor-Wirkungen genannt. Jüngste Erkenntnisse deuten darauf hin, dass auch epigenetische Veränderungen an den Anti-Tumoreigenschaften von MLT beteiligt sind. Zu diesen MLT-induzierten epigenetischen Veränderungen gehört die Modulation der Expression verschiedener onkogener und tumorsuppressiver microRNAs (miRNAs). MiRNAs gehören zu den vielversprechendsten und potenziellen therapeutischen und diagnostischen Instrumenten bei verschiedenen Krankheiten und haben die Entwicklung besserer therapeutischer Mittel gefördert. Die Unterdrückung von oncomicroRNAs wie microRNA-21, – 20a und – 27a sowie die Hochregulierung von microRNA-34 a/c gehören zu den wichtigsten Auswirkungen von MLT auf die Homöostase der microRNAs. In jüngster Zeit hat miR-21 aufgrund ihrer vielfältigen Auswirkungen auf verschiedene Krebsarten und Krankheiten die Aufmerksamkeit der Wissenschaftler auf sich gezogen. Die Regulierung dieser RNA könnte ein Schlüssel zur Entwicklung besserer therapeutischer Ziele sein. Die vorliegende Übersichtsarbeit fasst die Ergebnisse von in vitro- und experimentellen Studien über MLT-induzierte Auswirkungen auf die Expression von microRNAs zusammen, die in verschiedenen Modellen und zahlreichen Stadien der Tumorentstehung, des Wachstums, der Metastasierung und der Chemoresistenz eine Rolle spielen.