El ciclo sueño-vigilia está regulado por una interacción finamente ajustada entre los mecanismos homeostáticos del sueño y los circadianos. Evidencias contundentes sugieren que la adenosina juega un papel importante en la mediación del aumento de la presión homeostática del sueño durante el tiempo que se pasa despierto y su disminución durante el sueño. Aquí, resumimos la evidencia de que los mecanismos adenosinérgicos regulan no solo la dinámica de la presión del sueño, sino que también están implicados en la interacción de los procesos homeostáticos y circadianos. Revisamos cómo esta interacción se hace evidente en varios niveles, incluidos los datos electrofisiológicos, los estudios de neuroimagen y las observaciones conductuales. En cuanto al comportamiento humano complejo, nos centramos particularmente en las influencias regulatorias del sueño-vigilia sobre el rendimiento de la memoria de trabajo y la actividad cerebral subyacente, con un énfasis específico en el papel de la adenosina en esta interacción. Concluimos que un cambio en los mecanismos adenosinérgicos, ya sea exógeno o endógeno, no solo impacta en los procesos homeostáticos del sueño, sino que también interfiere con el sistema de temporización circadiano.