Elevate concentrazioni di melatonina endogena migliorano la qualità dello sperma e l’esposizione a breve termine in vitro alla melatonina migliora gli aspetti della motilità dello sperma.
Sebbene il liquido seminale umano contenga melatonina e gli spermatozoi possiedano recettori di membrana per la melatonina, non esistono studi sperimentali che abbiano accertato la relazione tra melatonina e infertilità maschile.