Pineal bez önemli bir nöroendokrin organdır. Talamus arka bölümünde yerleşir ve bir sap aracılığı ile 3. ventrikül tavanına bağlanmıştır. Küçük konik şekilli olup 5-8 mm uzunluğunda 3-5 mm genişliğinde ve 120-150 mg ağırlığındadır. Pineal gland kan akımı yeterliliği yönünden 4 mililitre/dakika/ gramlık değer ile böbreklerden sonra 2. sırada gelir.

Pineal bezin hormonal aktivitesi diğer hormonal organlardan farklı olarak sinirsel uyarıya bağlıdır. Işık ve karanlık pineal bezden melatonin salgılanmasının düzenlenmesinde belli bir öneme sahiptir Genel olarak ışık melatonin yapımını azaltır karanlık ise artırır.Işık uyarıları pineal beze retinadan başlayan kompleks bir sinirsel yolla ulaşır . Genel olarak insanda pineal bezin 7 yaşına kadar büyüdüğü kabul edilir ileri yaşlarda glia ve bağ dokusu hücrelerinde artış, kist gelişimi gösterir.Yaş artışı ile birlikte pineal bezde sekresyonun atılımı sırasında kalsiyum tuzlarının çökmesi ile meydana gelen beyin kumu oluşumları görülür.

İnsanda pineal bez anne karnındaki gelişimin 36. gününde küçük bir divertikül şeklinde gelişmeye başlar. Sinir uyarımının bağlantısı ise 60. günde başlar. Pineal bez hipotalamus da yer alan küçük bir nükleus ile birlikte biyolojik saat gibi çalışır Biyolojik saatler bir organizmada zaman ölçmeye yarayan hücresel yapılardır. Pineal bez sirkadian bir ritimde ve karanlıkta sargıladığı melatonin hormonu vasıtasıyla vücudun diğer kısımlarına zaman sinyalleri gösterir. Böylece günün ve yılın farklı zamanlarına bağlı fizyolojik siklusların düzenlenmesinde görev alır. Gün uzunluğundaki mevsimsel değişiklerin yorumlanmasını ve özellikle üreme fonksiyonlarının kontrolünde önemli bir role sahiptir. Pineal bezin özellikle hipotalamus - hipofiz - gonadlar (üreme organları) sistemi üzerine etki gösterdiği belirtilmesine karşın hemen her hormonal organ ile fonksiyonel bir ilişki içinde olduğuna dair çalışmalar vardır Pineal bezden salgılanan melatonin beyin omurilik sıvısına ait tüm biyolojik sıvılara ve büyük olasılıkla da tüm dokulara dağılır. İnsanda birçok vücut sıvısı ve dokularında (kan, idrar, tükürük, lenf, amniotik sıvı (bebeğin anne karnında içinde bulunduğu sıvı) , sperma retina ve siatik sinir) melatonin ölçülmüştür Ayrıca melatonin anneden bebeğe plasenta yolu ile yeni doğanlarda sütle geçmektedir. Sonuç olarak pineal bezde melatonin sentezi arttığı anda kandaki titreleri de yükselir. Kanda yarılanma süresi 10 ila 40 dk arasında olan melatonin başlıca karaciğerde ve ikinci derecede de böbreklerde metabolize olur. Melatonin kandaki konsantrasyonu yaşa bağlı olarak değişmektedir. Yeni doğanlarda kan melatonin konsantrasyonu düşük olup 3. aya kadar artmakta ve bu aydan sonra günlük melatonin ritmi belirginleşmektedir.8 yaş civarında kanda maksimum düzeyine ulaşır ve ergenlik döneminde belirgin bir şekilde azalma gösterir. Ergenliğin gecikmiş olduğu durumlarda melatonin düzeyinde artış gözlenmiştir.Kan melatonin düzeyi ergenlikten sonra sürekli bir azalma göstermektedir.

Melatoninin nonendokrinolojik Etkileri ( hormonal olmayan etkileri )

İmmun fonksiyonunun arttırılması; Melatonin salgısının azalması immun cevabı azaltıcı bir etkiye sahiptir. Melatonin sentezinin engellenmesi durumunda bağışıklık reaksiyonlarında azalma gözlenmektedir.

Uyku ritminin düzenlenmesi; Melatonin gece boyunca düşük düzeyde salgılanması uykunun azalmasına ve bu sebeple uykuya doyum ihtiyacının artmasına neden olmaktadır. Akşamın erken saatlerinde yeterli miktarda melatonin salgılanmaz ise uyuma güçleşir, sekresyon devam etmediği takdirde gece uyanmaları görülür. Pineal bezden fazla miktarda ve uzun süre melatonin salgıladığı durumlarda ise uyku isteği devam eder

Kardiovasküler sistem üzerinde koruyucu etkisi; Melatonin kanda kolesterol seviyesini düşürmekte, atheroskleroz (damar kireçlenmesi) ve hipertansiyon riskini azaltmaktadır

Lokomotor aktivite üzerinde inhibitör etkisi; Yüksek dozda melatonin uygulanması motor fonksiyonlarda kayıp ve kaslarda gevşemeye neden olmaktadır.

Vücut ısısının  düzenlenmesi ; Hipotalamusun ön bölümündeki ısı merkezi ana ısı merkezidir Bu sahadaki nöronlarda melatonin bağlantıları bulunur.Melatonin bu sahayı etkileyerek   vücut ısısında düşüşe sebep olmaktadır

Antioksidan etkisi; Sol yıllarda melatonin en etkili antioksidan olduğu ileri sürülmektedir. Bu etkisi E vitaminine göre 2, glutasyon peroksidaz etkisine göre ise en az 5 kat daha fazladır. Melatoninin güçlü antioksidan etkisinin yanı sıra nöral dokularda glutasyon peroksidaz aktivitesini  (GPA )artırmak gibi bir fonksiyonu daha vardır. Beyin GPA sının gece daha yüksek olması yüksek melatonin düzeyi ile yakından ilgilidir.Melatonin hem yağda hem de suda çözünebilir özelliğe sahip olması sebebi ile vücudun her hücresine nüfus edebilir ve bu sebeple de vitamin ve mineral antioksidanlara göre çok daha etkilidir.Melatonin hücresel düzeyde mitokondriye nüfus eden bir kaç antioksidandan biridir.Bu sebeple melatonini diğer antioksidanlardan ayıran önemli yanı mitekondrıal oksidasyon hasarından korumasıdır.