褪黑素属于吲哚杂环类化合物，化学名称为N-[2-(5-甲氧基-1H-吲哚-3-基)乙基]乙酰胺，又称为松果体素。其外观通常为白色或类白色结晶性粉末，在水中的溶解性较差，微溶于水，可溶于有机溶剂（如丙酮、乙醇等）。褪黑素的熔点大约在116-118℃左右，当超过这一温度，它将会从固态转变为液态。此外，它对光相对敏感，不能长时间暴露在强光环境下，需要避光保存。褪黑素分子结构较为特殊，其分子中的酰胺基、甲氧基等官能团可以参与一些特定的有机化学反应。褪黑素原子结构决定了酰胺基在一定条件下可发生水解反应等，不过在正常生理环境及常规储存时，这类反应通常不会自发大量进行。