הטיפול הרפואי בבעיות השינה של ילדים אוטיסטים מתחיל בטיפול התנהגותי במסגרתו מבוצעת הקנייה של הרגלי שינה נכונים לילד וניתוק חוויית העוררות של הילד מחדר השינה ומהמיטה בה הוא אמור לישון.
בעקבות מחקרים רבים בנושא זה נמצא, כי תרופה קו ראשון בנדודי שינה בקרב ילדים עם אוטיזם הינה מלטונין. עבודות רבות שבחנו מתן תוספת מלטונין לילדים עם אוטיזם לצורך השריית שינה דיווחו, כי הפתרון הביא לשיפור ניכר באיכות ובכמות שנתם. עם זאת, ילדים רבים התעוררו במהלך הלילה לאחר שהמלטונין נספג וחדל להשפיע.
פתרון נוסף שנבחן בעקבות זאת והוכיח יעילות גבוהה הינו מלטונין בשחרור מושהה (סירקדין). תרופה ישראלית זו קיצרה את משך זמן ההירדמות ב-30 דקות בממוצע והאריכה את משך זמן השינה הרצופה בשעה ו-10 דקות בממוצע. מלטונין רגיל הביא באותם מחקרים לקיצור דומה במשך זמן ההירדמות, אבל למשך שינה רצופה קצר יותר. הקושי הספציפי היחיד עם תרופה זו הוא שלא ניתן לתת אותה בנוזל (סירופ) ולכן היא מתאימה לילדים היכולים ויודעים לבלוע כדור.
בעיות שינה של ילדים, ובעיקר ילדים בספקטרום האוטיזם, משבשות את כל חיי המשפחה. ההורה נדרש להשגיח על ילדו, להיענות לצרכיו ולסייע לו להירדם או לחזור לישון. הדבר משפיע על תפקוד ההורה בעבודה ובבית ועל סבלנותו, שכל-כך נדרשת לטובת הטיפול בילד. יתר על כן, הטיפול עשוי להביא להצלחות רבות יותר בשיפור התקשורת והתקדמות הילדים עצמם בתפקודם היומיומי. לפיכך, יש מקום להשקיע מאמץ רב בניסיון להביא ילדים אלו לשינה טובה. במקרים רבים, השילוב של היגיינת שינה עם מלטונין רגיל או בשחרור מושהה, עובדים היטב, ובמקצת מהמקרים נדרשת תוספת גם של תרופת שינה נוספת כגון ריבוטריל, כלורל הידרט או אחרים. מגוון הטיפולים האפשריים העומד בפני הרפואה הולך וגדל ויש למצותם על-מנת למקסם את הטיפול בשיפור השינה של ילדים ככלל, ובמיוחד אלו בספקטרום האוטיזם.