Szlak nigrostriatalny definiuje się jako połączenie między dwoma obszarami mózgu zwanymi istotą czarną i prążkowiem. Przymiotnik nigrostriat jest połączeniem łacińskich słów niger dla czarnego koloru istoty czarnej i prążkowia dla prążkowia. Są to cztery główne szlaki dopaminergiczne w mózgu, z których jednym jest szlak nigrostriatalny. Szlak ten jest również uważany za część pętli jąder podstawy, która jest jednostką funkcjonalną związaną głównie z kontrolą poznawczą.
Składający się z wydłużonych neuronów, które są pokryte mieliną w celu izolacji elektrycznej, zwykle określanej jako istota biała, szlak nigrostriatalny jest ogólnie klasyfikowany jako szlak neuronowy. Dodatkowo jest zaliczany do podkategorii jako szlak dopaminowy. Dzieje się tak, ponieważ jest to jedno z połączeń przenoszących dopaminę, substancję lub neuroprzekaźnik ułatwiający poruszanie się. Jest zatem podobny do innych szlaków dopaminowych, takich jak szlak mezokortykalny, szlak mezolimbiczny i szlak tuberoinfundibularny.
Substantia nigra, co po łacinie oznacza „czarną substancję”, to część mózgu zawierająca dopaminę. Szlak nigrostriatalny przenosi neuroprzekaźnik ze znacznej części czarnej, która znajduje się w śródmózgowiu, do prążkowia w dolnej części przodomózgowia. Znany również jako neostriatum lub jądro prążkowane, prążkowie jest głównym portem wejściowym jąder podstawy, a zatem wykorzystuje dopaminę do pomocy w regulacji ruchu.
Ponieważ dopamina jest ważna w ruchu, niektóre schorzenia powiązano z przypadkami niedoboru szlaku nigrostriatalnego. Występowanie choroby Parkinsona, choroby zwyrodnieniowej, która atakuje ośrodkowy układ nerwowy (OUN), jest powiązane z neuronami śmierci przenoszącymi dopaminę, które znajdują się w istocie czarnej. Od 2011 r. przyczyna śmierci komórek nie została jeszcze ustalona. Ponadto objawy patologiczne nie stają się widoczne, dopóki szlak nigrostriatalny nie utraci co najmniej 80 procent swojej zdolności dopaminy.
Szlak nigrostriatalny jest również klinicznie istotny dla wywoływania późnej dyskinezy. Ten rodzaj zaburzenia, który wiąże się z nasileniem mimowolnych ruchów, jest określany jako „późny”, ponieważ objawy mają tendencję do powolnego rozwoju – długo po wystąpieniu choroby. Późna dyskineza wiąże się ze skutkami ubocznymi leków przeciwpsychotycznych, które są stosowane w leczeniu zaburzeń psychicznych, takich jak schizofrenia i depresja maniakalna. Dzieje się tak, ponieważ takie leki blokują receptory dopaminy, które niosą szlaki, takie jak szlak nigrostriatalny.