Nuestros objetivos fueron investigar los efectos de la melatonina exógena sobre el volumen testicular (VT), el flujo sanguíneo testicular (FST) y la calidad del semen en carneros Bafra durante la temporada no reproductiva. Un grupo de carneros (MEL, n = 5) recibió un implante de melatonina de 36 mg dos veces, con 30 días de intervalo, mientras que el otro grupo (CON, n = 5) sirvió como control. Se determinaron el FST, el VT y los parámetros de calidad del semen en intervalos de tres semanas, comenzando tres semanas antes hasta doce semanas después del primer implante de melatonina. El flujo sanguíneo testicular se determinó en la arteria supratesticular (AST) y la arteria testicular marginal (ATM) utilizando ultrasonido Doppler color. Se recolectó y evaluó el semen, y se determinó el estado oxidativo total (SOT) y el estado antioxidante total (SAT) utilizando un ELISA. El grupo MEL mostró un aumento (p < 0.05) en el VT entre la sexta y la duodécima semana después del inicio del tratamiento. En general, el grupo MEL tuvo índices de resistencia y pulsatilidad más bajos (p < 0.05) entre la tercera y la novena semana, aunque no hubo diferencia (p > 0.05) entre los dos grupos en la mayoría de los parámetros de calidad del semen. Sin embargo, las concentraciones de SAT aumentaron (p < 0.05) en el grupo MEL en comparación con el CON. Los resultados de este estudio muestran que la melatonina exógena en la temporada no reproductiva aumentó significativamente tanto el FST como el VT en los carneros Bafra. Por lo tanto, se espera que administrar implantes de 36 mg de melatonina a los carneros dos veces al menos un mes antes de la temporada no reproductiva mejore el tamaño y la función testicular y la capacidad reproductiva.