Jalur dopamin adalah sistem neuron yang terhubung yang mengirim dopamin, salah satu neurotransmiter paling berpengaruh, ke berbagai bagian otak. Ada empat jalur dopamin utama yang bertanggung jawab untuk menciptakan berbagai respons otak. Jalur mesolimbik dan mesokortikal terlibat dengan motivasi dan emosi, dan mereka telah dikaitkan dengan perilaku adiktif dan skizofrenia. Jalur nigrostriatal mengontrol gerakan tubuh, dan kerusakan jalur ini dianggap berkontribusi pada perkembangan penyakit Parkinson. Akhirnya, jalur tuberoinfundibular diyakini berperan dalam perilaku ibu dan pengasuhan serta pengaturan hormon.
Jalur dopamin mesokortikal dan mesolimbik berasal dari otak tengah. Dopamin dibawa ke korteks frontal melalui jalur mesokortikal, dan mesolimbik mentransmisikannya ke sistem limbik. Jalur-jalur ini terkait erat dan diyakini terutama terlibat dalam pengaturan motivasi dan emosi. Fungsi tidak teratur dari area otak ini diperkirakan menghasilkan halusinasi dan mungkin menjadi penyebab skizofrenia.
Jalur mesolimbik juga kadang-kadang disebut jalur hadiah karena perannya dalam kecanduan. Alkohol dan obat-obatan seperti metamfetamin, kokain, heroin dan nikotin semuanya dianggap menyebabkan lonjakan dopamin melalui jalur mesolimbik, menghasilkan efek euforia. Ketika penggunaan narkoba berlanjut, otak mengkompensasi lonjakan dopamin ini dengan mengurangi jumlah reseptor dopamin yang tersedia, menyebabkan seorang pecandu membutuhkan lebih banyak obat untuk menghasilkan perasaan yang sama. Efek ini dikenal sebagai toleransi, yang merupakan penyebab utama overdosis obat.
Dua jalur dopamin lainnya mungkin juga dipengaruhi oleh penggunaan narkoba tetapi juga dianggap terlibat dengan pengendalian respons otak lainnya. Jalur dopamin nigrostriatal terletak di pusat otak dan terutama bertanggung jawab untuk kontrol motorik kasar, atau gerakan tubuh yang besar. Perkembangan penyakit Parkinson diyakini sebagian disebabkan oleh kerusakan neuron di area otak ini.
Jenis terakhir dari jalur dopamin, jalur tuberoinfundibular, mentransmisikan dopamin dari hipotalamus ke kelenjar pituitari. Fungsi paling terkenal dari jalur ini adalah regulasi hormon. Ini mengatur pelepasan hormon dari kelenjar pituitari yang disebut prolaktin dan terkait dengan respons ibu dan perubahan hormonal selama kehamilan.