Los datos experimentales obtenidos de estudios tanto en humanos como en roedores sugieren que la melatonina puede ser útil en el tratamiento de varias afecciones cardiovasculares. En particular, el uso de la melatonina para reducir la gravedad de la hipertensión esencial debería considerarse más ampliamente. En estudios con roedores, se ha demostrado que la melatonina es muy eficaz para limitar la fisiología cardíaca anormal y la pérdida de tejido cardíaco crítico resultante de una lesión por isquemia/reperfusión.
La melatonina también puede ser útil para reducir la hipertrofia cardíaca en algunas situaciones y, por lo tanto, limitar la frecuencia de la insuficiencia cardíaca. Por último, algunos medicamentos convencionales que se utilizan actualmente tienen la cardiotoxicidad como efecto secundario. Según estudios realizados en roedores, la melatonina, debido a sus múltiples acciones antioxidantes, es muy eficaz para anular el daño cardíaco provocado por los medicamentos.
En conjunto, los resultados de los estudios en humanos y animales respaldan la consideración de la melatonina como agente cardioprotector.