Peptida yang terkait dengan Melanotan-II terutama mencakup analog hormon perangsang melanosit-lainnya. Misalnya, Melanotan-I memiliki rangkaian asam amino yang mirip dengan Melanotan-II tetapi berbeda secara struktural; ia menunjukkan aktivitas yang relatif lebih rendah dan stabilitas in vivo yang lebih buruk. Studi perbandingan tentang struktur dan aktivitas Melanotan-I dan Melanotan-II membantu menjelaskan faktor-faktor utama yang memengaruhi aktivitas dan stabilitas kelas peptida ini, memberikan landasan teoretis untuk optimalisasi lebih lanjut dan pengembangan analog hormon perangsang melanosit-baru.

Selain itu, terdapat analog peptida yang berasal dari modifikasi struktur Melanotan-II; para ilmuwan bertujuan untuk meningkatkan aktivitas, meningkatkan stabilitas, atau meningkatkan spesifisitas penargetan dengan mengubah urutan asam amino, memodifikasi gugus fungsi, atau mengkonjugasikan molekul fungsional lainnya. Contohnya termasuk memasukkan rangkaian-penetrasi peptida sel ke dalam Melanotan-II untuk memfasilitasi masuknya dan tindakan seluler yang lebih efektif, atau memodifikasi secara kimia asam amino tertentu untuk memperpanjang waktu paruh in vivo-peptida. Penelitian terhadap peptida terkait ini penting untuk memperluas cakupan aplikasi Melanotan-II dan mengembangkan agen terapeutik yang lebih efektif.