La mélatonine est l'hormone du sommeil sécrétée par la glande pinéale en réponse à l'obscurité. La combinaison mélatonine + CBD est l'une des formulations sommeil les plus populaires sur le marché des compléments alimentaires. Ces deux composés agissent par des mécanismes complémentaires : la mélatonine synchronise le rythme circadien, tandis que le CBD réduit l'anxiété et favorise la relaxation.
Des études dans Medicines (2019) suggèrent un effet synergique mélatonine-CBD sur la qualité du sommeil. Les formulations commerciales associent typiquement 0,5-1 mg de mélatonine (dose physiologique) à 10-25 mg de CBD par prise. L'EFSA reconnaît l'allégation de la mélatonine pour « la réduction du temps d'endormissement » (à 1 mg). La combinaison est considérée comme plus douce que les hypnotiques, sans risque de dépendance ni de somnolence résiduelle matinale.