Melanopsyna jest rodzajem światłoczułego pigmentu obecnego w fotoreceptorach, należącego do większej rodziny wrażliwych na światło białek siatkówki zwanych opsynami, a które kodowane jest przez gen Opn4.
W siatkówce ssaków istnieją jeszcze dwie inne kategorie opsyn, obie zaangażowane w tworzenie obrazów wizualnych: rodopsyna i jodopsyna odpowiednio w komórkach fotoreceptorów pręcikowych i czopkowych.
Odkrycie Melanopsyna została po raz pierwszy odkryta przez Ignacio Provencio jako nowa opsyna w melanoforach, czyli światłoczułych komórkach skóry afrykańskiej żaby Platany szponiastej w 1998 roku. Rok później naukowcy odkryli, że myszy pozbawione pręcików i czopków, czyli komórek zaangażowanych w widzenie kształtujące obraz, nadal stosują się do cyklu światło-ciemność. Ta obserwacja doprowadziła do wniosku, że ani pręciki, ani czopki znajdujące się w zewnętrznej siatkówce, nie są konieczne do zachowania cyklu okołodobowego, oraz że w oku ssaków istnieje trzecia klasa fotoreceptorów.