El estrés salino causado por altas concentraciones de Na y Cl en el suelo es uno de los estreses abióticos más importantes en la producción agrícola, que afecta seriamente el rendimiento de los granos. La mitigación del estrés salino a través de la aplicación de sustancias exógenas es importante para la producción de granos. La melatonina (MT, N-acetil-5-metoxitriptamina) es una molécula pequeña similar al indol que puede aliviar eficazmente el daño causado por el estrés adverso en los cultivos. Los estudios actuales se han centrado principalmente en los efectos de la MT en la fisiología y bioquímica de los cultivos en la etapa de plántula, con menos estudios sobre los mecanismos de regulación genética de los cultivos en la etapa de germinación. El objetivo de este estudio fue explicar el mecanismo de tolerancia a la sal inducido por la MT a niveles fisiológicos, bioquímicos y moleculares y proporcionar una base teórica para la resolución de los mecanismos regulatorios mediados por la MT en la adaptación de las plantas al estrés salino. En este estudio, investigamos la germinación, fisiología y niveles de transcripción de semillas de maíz, analizamos los genes expresados diferencialmente (DEGs) relevantes y examinamos las vías relacionadas con la tolerancia a la sal. Los resultados mostraron que la MT podría aumentar la tasa de germinación de las semillas en un 14.28-19.04%, mejorar las actividades de las enzimas antioxidantes de las semillas (aumento promedio del 11.61%) y reducir la acumulación de especies reactivas de oxígeno y el daño oxidativo en las membranas. Además, la MT estuvo involucrada en regular los cambios de hormonas endógenas durante la germinación de las semillas de maíz bajo estrés salino. Los resultados del transcriptoma mostraron que la MT afectó la actividad de las enzimas antioxidantes, la respuesta al estrés y los genes relacionados con la germinación de semillas en semillas de maíz bajo estrés salino y reguló la expresión de genes relacionados con el metabolismo de almidón y sacarosa y las vías de transducción de señales de fitohormonas. En conjunto, los resultados indican que la MT exógena puede afectar la expresión de genes relacionados con la respuesta al estrés en semillas de maíz sometidas a estrés salino, mejorar la capacidad antioxidante de las semillas, reducir el daño inducido por el estrés salino y, por lo tanto, promover la germinación de semillas de maíz bajo estrés salino. Los resultados proporcionan una base teórica para el mecanismo regulador mediado por la MT en la adaptación de las plantas al estrés salino y seleccionan genes candidatos potenciales para el mejoramiento molecular de maíz tolerante a la sal.