Para manutenção da vigília, a orexina possui papel imprescindível, ao induzir a liberação de acetilcolina do prosencéfalo basal para áreas corticais e dos núcleos tegmentais pedunculopontino e laterodorsal para o tálamo.

Um dos processos imprescindíveis para a homeostase do ciclo circadiano fundamenta-se na ativação de receptores para orexina nos neurônios noradrenérgicos e dopaminérgicos do Lócus Cerúleo e da área tegmental ventral, respectivamente, que inibe a liberação de noradrenalina e dopamina em regiões corticais.

O lembroxant, medicamento que ainda não é comercializado no Brasil, possui eficácia contra insônia pois é agonista de receptores para orexina presentes em neurônios GABAérgicos.

No sono REM os níveis de orexinas estão altos, facilitando o aumento da ativação cortical do sono paradoxal.

A narcolepsia é marcada pela disfuncionalidade da enzima responsável pela síntese das orexinas A e B.