Il pacemaker circadiano, cioè la parte dell'organismo che detta il ritmo, nei mammiferi è collocato nel nucleo soprachiasmatico (SCN), un gruppo definito di cellule situato nell'ipotalamo. La distruzione dell'SCN causa alterazioni in vari ritmi sincronizzati a loro volta a quello circadiano tra cui quello sonno/veglia, ma cellule di vari tessuti periferici mantengono una propria ritmicità intrinseca di espressione genica anche se espiantate e coltivate in vitro. Questo processo coinvolge quindi una fonte centrale del ritmo (l'SCN) in grado di sincronizzarsi con l'esterno che invia segnali a sua volta per sincronizzare la ritmicità intrinseca espressa in vari altri tessuti. L'SCN riceve, infatti, informazioni dalla retina. Questa non contiene solo i fotorecettori utilizzati dal sistema che crea immagini visive (coni e bastoncelli), ma anche cellule ganglionari intrinsecamente fotosensibili che danno un'indicazione sulla quantità di luce presente. Queste cellule, che contengono un fotopigmento chiamato melanopsina, afferiscono tramite il tratto retinoipotalamico all'SCN il quale tramite altre proiezioni regola la produzione di ormoni quali melatonina o glucocorticoidi, i quali si ripercuotono ad esempio sullo stato di sonno o veglia. È interessante notare che se le cellule provenienti dall'SCN sono rimosse e coltivate in laboratorio mantengono il loro ritmo in assenza di stimoli esterni.