Melatoniinin pitkäaikaisvaikutuksia on selvitelty hyvin vähän.
Hollantilaistutkimuksessa «van Geijlswijk IM, Mol RH, Egberts TC ym. Evaluati...»1 seurattiin melatoniinin pitkäaikaiskäyttöä keskimäärin kolme vuotta ryhmässä, joka koostui lääkityksen alkaessa 6–12-vuotiaista lapsista (N = 51). Seuranta-aikana ei voitu todeta poikkeavuuksia puberteettikehityksessä, mielenterveydessä tai unen laadussa.
Sama tutkijaryhmä arvioi myös toisessa työssä 94 lapsen ja nuoren ryhmää noin 3,7 vuotta lääkkeen käytön jälkeen «Hoebert M, van der Heijden KB, van Geijlswijk IM y...»2. Tässä työssä arvioitiin melatoniinin muita haittavaikutuksia ja tehon kestoa. Merkittäviä haittavaikutuksia ei ollut, ja lääke säilytti tehonsa hyvin. Toisaalta vain 12 % lapsista oli voinut lopettaa lääkkeen käytön niin, että unettomuus ei palannut. Valtaosalla unettomuus ilmaantui uudelleen sen jälkeen, kun lääke lopetettiin.