Con el crecimiento de la población y el desarrollo de la industria moderna y la economía, el problema de la contaminación por metales pesados en el suelo cultivado se ha vuelto cada vez más prominente. Además, los metales pesados representan una seria amenaza para el crecimiento de las plantas debido a sus características de difícil degradación, alta movilidad, fácil enriquecimiento y toxicidad potencial, convirtiéndose en un tema social. La melatonina es un nuevo tipo de hormona vegetal ampliamente presente en animales, plantas, hongos y bacterias, y su papel biológico ha comenzado a investigarse en la última docena de años. Frente al estrés por metales pesados, la melatonina puede desempeñar un papel pleiotrópico en los procesos fisiológicos de las plantas, como la resistencia al estrés y la regulación del crecimiento, atenuar el daño causado por el estrés en las plantas y proporcionar una nueva idea de investigación para aliviar el estrés por metales pesados en las plantas. Por lo tanto, este artículo principalmente revisa los efectos de la melatonina en las plantas sometidas a estrés por metales pesados desde los aspectos del fenotipo de la planta, la fisiología, la absorción de elementos y la estructura molecular, así como el mecanismo de alivio del estrés por metales pesados por la melatonina, y luego propone futuras direcciones de investigación. Esta información puede ser de gran importancia para el crecimiento normal de los cultivos bajo estrés por metales pesados y proporcionará una base teórica importante para la mejora genética de la resistencia de los cultivos en el futuro.