Το ντοπαμινεργικό σύστημα του εγκεφάλου είναι μια σειρά οδών που μετριάζουν τον έλεγχο ορισμένων συμπεριφορών και της εκούσιας κίνησης. Εξαρτάται από τον νευροδιαβιβαστή ντοπαμίνη, που παράγεται στον μεσαίο εγκέφαλο. Το ντοπαμινεργικό σύστημα ενεργοποιεί τις αισθήσεις ανταμοιβής κατά τη διάρκεια διαφόρων, συνήθως ευχάριστων, δραστηριοτήτων και η δυσλειτουργία του συνδέεται με τον εθισμό στα ναρκωτικά και το αλκοόλ από τη συγκεκριμένη απάντηση. Τα συμπτώματα της νόσου του Πάρκινσον προκύπτουν από την καταστροφή των νευρώνων που παράγουν ντοπαμίνη, οι οποίοι αντιμετωπίζονται εν μέρει με τη χορήγηση ντοπαμίνης σε ασθενείς για την αποκατάσταση της φυσιολογικής λειτουργίας του συστήματος.
Το ντοπαμινεργικό σύστημα προέρχεται από τον μεσαίο εγκέφαλο, όπου η ντοπαμίνη παράγεται στους νευρώνες της ουσίας από ένα μόριο που ονομάζεται L-DOPA, για τη λέβα-ντόπα. Από εκεί, οι νευράξονες αυτών των νεύρων συναρμολογούνται σε τοποθεσίες στον εγκέφαλο. Ένα σύνολο νευραξόνων επηρεάζει τη γνώση στους μετωπικούς λοβούς, ιδιαίτερα την κρίση και παρόμοιους μηχανισμούς ελέγχου, όπως αποφάσεις σχετικά με το αν θα ενεργήσουμε ή όχι με συγκεκριμένο τρόπο. Ένας άλλος κλάδος νεύρων φτάνει στο μεταιχμιακό σύστημα του κροταφικού λοβού, όπου η ντοπαμίνη ρυθμίζει τον σχηματισμό συνήθειας ενισχύοντας τη νευρική συσχέτιση μεταξύ της ευχαρίστησης και μιας δεδομένης συμπεριφοράς.
Το σύστημα ανταμοιβής του εγκεφάλου περιλαμβάνει διαδρομές ομάδων νευρώνων στον μεσαίο εγκέφαλο και τον εγκεφαλικό φλοιό, ειδικά στο μεσολιμπικό σύστημα. Όταν εμφανίζονται ευχάριστες εμπειρίες όπως φαγητό, ποτό, σεξ και πρόσληψη διαφόρων φαρμάκων, απελευθερώνεται ντοπαμίνη. Αυτό προκαλεί ένα αίσθημα ανταμοιβής, υψηλό, το οποίο στη συνέχεια οδηγεί σε ψυχολογική ενίσχυση της αρχικής ευχάριστης συμπεριφοράς και αυξάνει σταδιακά την ποσότητα της συμπεριφοράς ή της ουσίας που απαιτείται για την παραγωγή της αίσθησης ανταμοιβής. Για το λόγο αυτό, πολλοί ερευνητές πιστεύουν ότι η τροποποιημένη ή υπερδραστήρια οδός ντοπαμίνης μπορεί να είναι η τελική αιτία εθιστικών συμπεριφορών.
Ένας σημαντικός ρόλος του ντοπαμινεργικού συστήματος έγκειται στον έλεγχο της εκούσιας κίνησης, μια διαδικασία που μετριέται με την απελευθέρωση της ντοπαμίνης. Η νόσος του Πάρκινσον προκαλείται από τον εκφυλισμό των νευρικών κυττάρων που παράγουν ντοπαμίνη στο στέλεχος του εγκεφάλου και στον μεσαίο εγκέφαλο, ιδιαίτερα στις σημαντικές περιοχές της ουσίας μαύρου και του τερματικού τόπου. Όταν το ντοπαμινεργικό σύστημα διαταράσσεται από την εξάντληση των αποθεμάτων ντοπαμίνης και τα κύτταρα δεν παράγουν πλέον περισσότερο νευροδιαβιβαστή, οι κινητικές περιοχές ελέγχου του εγκεφάλου, όπως η παρεγκεφαλίδα, παύουν να λειτουργούν κανονικά. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα σπασμωδικές κινήσεις και μειωμένο βάδισμα.
Η ντοπαμίνη εγχέεται ενδοφλεβίως για να αυξήσει τη δραστηριότητα του συμπαθητικού νευρικού συστήματος, διεγείροντας υψηλότερη αρτηριακή πίεση και γενική ευαισθητοποίηση. Η θεραπεία των κινητικών διαταραχών που προκαλούνται από τη νόσο του Πάρκινσον είναι μια σημαντική φαρμακολογική παρέμβαση στη λειτουργία του ντοπαμινεργικού συστήματος. Δεδομένου ότι η ντοπαμίνη δεν μπορεί να διασχίσει τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό και έτσι να φτάσει στις περιοχές που επηρεάζονται από τη νόσο του Πάρκινσον, η πρόδρομη ουσία L-DOPA εγχέεται στους ασθενείς. Μπορεί να περάσει στον εγκέφαλο και να μεταβολιστεί εκεί στην ενεργό μορφή του από μια σειρά χημικών αντιδράσεων.