Dopamin mengacu pada neurotransmitter katekolamin yang sangat penting untuk regulasi dan kontrol aktivitas sensorik dan motorik. Ini diproduksi di otak dan, sebagai neurotransmitter, perannya diperlukan untuk inisiasi atau penghentian sinyal sel saraf dan memungkinkan komunikasi lanjutan neuron melintasi celah sinaptik. Meskipun diproduksi dalam jumlah kecil, dopamin mempengaruhi suasana hati, serta perilaku reproduksi dan mencari kesenangan. Terlalu banyak menghasilkan gejala skizofrenia, sementara terlalu sedikit menyebabkan tremor khas penyakit Parkinson.
Di dalam otak besar, ada kelompok materi abu-abu yang disebut sebagai ganglia basal, yang secara signifikan terlibat dengan gerakan, koordinasi, dan transmisi impuls ke substansia nigra. Bertanggung jawab untuk produksi dopamin, substantia nigra adalah kelompok neuron otak tengah yang diperlukan untuk komunikasi dengan ganglia basal. Neurotransmitter ini juga diproduksi oleh hipotalamus dan tegmentum ventral, struktur otak tengah yang terletak tepat di sebelah substansia nigra.
Perilaku tertentu diperlukan untuk bertahan hidup dan dialami sebagai rasa lapar, haus, dan libido. Disebut sebagai sistem sirkuit penghargaan, mekanisme perilaku mencari kesenangan otak melibatkan tegmentum dan nukleus accumbens, struktur sistem limbik yang terdiri dari sel-sel saraf penghasil dopamin. Nukleus accumbens menerima informasi yang ditafsirkan sebagai hadiah, sebagai kepuasan, atau sebagai kesenangan dari tegmentum, dan dopamin adalah neurotransmitter yang diperlukan. Memainkan peran utama dalam kecanduan, aksi dopamin secara langsung dipengaruhi oleh obat-obatan yang sering disalahgunakan, terutama kokain, heroin, dan amfetamin.
Etiologi skizofrenia telah dikaitkan dengan kelebihan kadar dopamin, tetapi juga diperkirakan bahwa neurotransmiter lain juga memiliki peran. Skizofrenia mengacu pada penyakit mental serius yang ditandai dengan distorsi sensorik, pemikiran irasional, dan perilaku penarikan diri. Teori peran dopamin dalam skizofrenia menegaskan bahwa gejala psikotik seperti halusinasi disebabkan oleh kadar dopamin tinggi yang tidak normal, yang disebabkan oleh hipersensitivitas atau jumlah reseptor yang berlebihan. Obat yang terbukti sangat efektif dalam mengobati skizofrenia adalah obat yang bekerja dengan memblokir reseptor dopamin, sehingga mengurangi jumlah yang diproduksi.
Ditandai dengan gemetar saat istirahat, kehilangan koordinasi, dan berjalan terseok-seok, penyakit Parkinson disebabkan oleh defisit tingkat dopamin akibat penghancuran reseptor sel saraf yang terletak di substansia nigra. Pada saat manifestasi motorik terjadi, hingga 80% sel telah dihancurkan, yang biasanya muncul pada orang berusia di atas 60 tahun. Pengobatan dengan dopamin oral tampaknya efektif, tetapi, karena tidak dapat menembus sawar darah otak dengan mudah, obat lain yang mampu berubah menjadi dopamin yang disebut levodopa, biasanya berhasil digunakan dengan sukses. Dengan perkembangan penyakit Parkinson, levodopa menjadi kurang membantu.