Suprakiasmaattinen ydin (SCN) on hypotalamuksen nastapään kokoinen rakenne, aivojen osa, joka sijaitsee optisen kiasmin yläpuolella, alue, jossa optiset hermot risteävät. Se ohjaa vuorokausirytmiä, tiettyjen ilmiöiden rytmistä toistumista suunnilleen samaan aikaan joka päivä. Se tunnetaan myös nimellä biologinen kello, ja se sisältää noin 20,000 neuronia, jotka tuottavat hermosoluja ja hormonaalisia signaaleja, jotka säätelevät kehon eri toimintoja noin 24 tunnin aikana. Jotkut suprakiasmaattisen ytimen neuronien tuottamat signaalit sisältävät gamma-aminovoihapon, vasopressiinin, vasoaktiivisen suolen peptidin ja somatostatiinin. Kehon eri toiminnot, jotka on synkronoitu syntyvien signaalien kanssa, ovat unen ja herätyksen sykli, kehon lämpötila, verenpaineen muutokset, virtsan tuotanto ja hormonien eritys.
Ympärivuorokautiset rytmit voivat ottaa mukaan ympäristön valo ja pimeä kierto. Kun ympäristöstä tuleva valo saavuttaa silmät, erikoistuneet valoherkät verkkokalvon solut, jotka tunnetaan valonreseptoreina, muuttavat valon sähköisiksi signaaleiksi ja välittävät sen sitten aivoihin. Nämä signaalit, jotka kulkevat retinohypothalamic -kanavaa pitkin, aiheuttavat sitoutumista. Sitoutuminen on suprakiasmaattisen ytimen aktiivisuuden vaiheen siirtämistä niin, että se synkronoituu saman taajuuden ympäristön valo- ja pimeäkiertoon. Subjektiivisen päiväsaikaan sitoutumista välittävät syklinen adenosiinimonofosfaatti ja aivolisäkkeen adenyylisyklaasia aktivoiva peptidi, kun taas subjektiivisen yön aikana sitä välittävät syklinen guanosiinimonofosfaatti ja asetyylikoliini.
Ympäristön valosignaalien lisäksi melatoniini vaikuttaa suprakiasmaattiseen ytimeen. Melatoniini on hormoni, jonka käpyrauhanen syntetisoi välittäjäaine serotoniinista. Se on sekä suprakiasmaattisen ytimen agentti että säätelijä. Sen synteesi on vuorokausivaihe, jolloin valo estää sitä ja pimeys stimuloi sitä. Kun sen taso nousee ympäristön pimeyden aikana, melatoniini lähettää aivoille tietoa siitä, että yö on tullut, ja kehon toimintojen sitoutuminen herää sen mukaisesti.
On tunnistettu useita geenejä, jotka säätelevät vuorokausirytmiä. Nämä ovat ajattomia, piste-, kello- ja sykligeenejä. Ne säätelevät proteiinin ilmentymistä, mikä johtaa monimutkaiseen solunsisäiseen negatiiviseen palautejärjestelmään. Negatiivinen palautejärjestelmä vastaa suprakiasmaattisen ytimen jaksottaisuudesta.
Neuronaalisen ja hormonaalisen signaloinnin rytmi vaihtelee kausiluonteisesti. Se voi heijastaa päivänvalon pituuden, vuoroveden, lämpötilan ja auringonpaisteen vaihtelun vaikutusta. Suihkuvirheessä biologinen kello häiriintyy johtuen äkillisestä keinotekoisesta kelloajan muutoksesta matkustamisesta eri aikavyöhykkeeseen, mikä johtaa hermosolujen ja hormonaalisten signaalien äkilliseen siirtymiseen. Usein kehon toiminnan palauttaminen normaaliin 24 tunnin jaksoon kestää useita päiviä.