薰衣草精油可能对部分人群具有助眠效果，但具体效果因人而异。其作用主要与芳香成分对神经系统的调节有关，建议结合其他助眠方式共同改善睡眠质量。
薰衣草精油中含有的芳樟醇、乙酸芳樟酯等挥发油成分，可通过嗅觉通路作用于大脑边缘系统。这些成分可能增强γ-氨基丁酸受体的活性，这种神经递质具有抑制中枢神经兴奋的作用，从而产生镇静效果。部分研究表明，睡前使用薰衣草精油进行香薰，可使入睡时间平均缩短约15分钟。
临床试验数据显示，短期使用薰衣草精油对轻度睡眠障碍者效果较明显。在针对更年期女性的研究中，使用薰衣草精油香薰4周后，受试者的睡眠质量评分提升约30%。但对于长期失眠或伴有器质性病变的患者，单纯使用精油并不能达到治疗目的。
使用时建议选择经过稀释的复方精油，避免直接使用高浓度单方精油。可将2-3滴精油加入扩香器，睡前30分钟开始香薰。对气味敏感者可能出现鼻腔刺激的症状，哮喘患者使用前应咨询医生。若失眠持续超过1个月或伴有日间功能损害，应及时到睡眠医学科就诊，通过认知行为疗法、药物干预等规范治疗进行改善。