Els pèptids relacionats amb Melanotan-II inclouen principalment altres anàlegs de l'hormona estimulant dels melanòcits-. Per exemple, Melanotan-I comparteix una seqüència d'aminoàcids similar amb Melanotan-II, però difereix estructuralment; presenta una activitat relativament menor i una estabilitat in vivo més pobre. Els estudis comparatius sobre l'estructura i l'activitat de Melanotan-I i Melanotan{-II ajuden a dilucidar els factors clau que influeixen en l'activitat i l'estabilitat d'aquesta classe de pèptids, proporcionant una base teòrica per a una millor optimització i desenvolupament de nous anàlegs d'hormones estimulants de melanòcits-.

A més, hi ha anàlegs de pèptids derivats de modificacions a l'estructura Melanotan-II; els científics pretenen millorar l'activitat, millorar l'estabilitat o augmentar l'especificitat de l'orientació alterant les seqüències d'aminoàcids, modificant grups funcionals o conjugant altres molècules funcionals. Alguns exemples inclouen la incorporació de seqüències de pèptids-penetrants en cèl·lules a Melanotan-II per facilitar l'entrada i l'acció cel·lular més eficaços, o la modificació química d'aminoàcids específics per allargar la vida mitjana-in vivo del pèptid. La investigació sobre aquests pèptids relacionats és important per ampliar l'abast de les aplicacions de Melanotan-II i desenvolupar agents terapèutics més efectius.