Dopamina odnosi się do neuroprzekaźnika katecholaminowego, szczególnie ważnego dla regulacji i kontroli aktywności sensorycznej i motorycznej. Jest wytwarzany w mózgu i jako neuroprzekaźnik, jego rola jest niezbędna do inicjacji lub zaniku sygnałów komórek nerwowych i umożliwia ciągłą komunikację neuronów przez szczeliny synaptyczne. Chociaż wytwarzana w niewielkich ilościach, dopamina wpływa na nastrój, a także na zachowania reprodukcyjne i poszukujące przyjemności. Za dużo wywołuje objawy schizofrenii, za mało powoduje drgawki typowe dla choroby Parkinsona.
W mózgu znajdują się skupiska istoty szarej zwane jądrami podstawnymi, które są w znacznym stopniu zaangażowane w ruch, koordynację i przekazywanie impulsów do istoty czarnej. Odpowiedzialna za produkcję dopaminy, istota czarna jest grupą neuronów śródmózgowia niezbędnych do komunikacji z jądrami podstawnymi. Ten neuroprzekaźnik jest również wytwarzany przez podwzgórze i brzuszną nakrywkę, strukturę śródmózgowia znajdującą się bezpośrednio obok istoty czarnej.
Pewne zachowania są niezbędne do przetrwania i są doświadczane jako głód, pragnienie i libido. Określany jako układ obwodu nagrody, mechanizm zachowań związanych z poszukiwaniem przyjemności obejmuje nakrywkę i jądro półleżące, struktury układu limbicznego składające się z komórek nerwowych wytwarzających dopaminę. Jądro półleżące otrzymuje informacje interpretowane jako nagroda, satysfakcja lub przyjemność z nakrywki, a dopamina jest niezbędnym neuroprzekaźnikiem. Odgrywając główną rolę w uzależnieniu, na działanie dopaminy mają bezpośredni wpływ powszechnie nadużywane narkotyki, zwłaszcza kokaina, heroina i amfetamina.
Etiologia schizofrenii jest powiązana z nadmiernym poziomem dopaminy, ale uważa się również, że inne neuroprzekaźniki również odgrywają pewną rolę. Schizofrenia odnosi się do poważnej choroby psychicznej charakteryzującej się zniekształceniami sensorycznymi, irracjonalnym myśleniem i zachowaniami związanymi z wycofaniem. Teoria roli dopaminy w schizofrenii zakłada, że objawy psychotyczne, takie jak halucynacje, są spowodowane nienormalnie wysokim poziomem dopaminy, spowodowanym nadwrażliwością lub nadmierną ilością receptorów. Leki, które okazały się szczególnie skuteczne w leczeniu schizofrenii, to te, które działają poprzez blokowanie receptorów dopaminy, zmniejszając w ten sposób ich ilość.
Choroba Parkinsona, charakteryzująca się drżeniem podczas odpoczynku, utratą koordynacji i powłóczeniem nogami, jest spowodowana niedoborem poziomu dopaminy, wynikającym z zniszczenia receptorów komórek nerwowych zlokalizowanych w istocie czarnej. Do czasu pojawienia się objawów motorycznych zniszczeniu uległo do 80% komórek, co zwykle występuje u osób powyżej 60 roku życia. Leczenie doustną dopaminą wydaje się skuteczne, ale ponieważ nie może ona łatwo przenikać przez barierę krew-mózg, powszechnie stosuje się z powodzeniem inny lek zdolny do przemiany w dopaminę, zwany lewodopą. Wraz z postępem choroby Parkinsona lewodopa staje się mniej pomocna.