Dopamiini viittaa katekoliamiinin välittäjäaineeseen, joka on erityisen tärkeä aistien ja motorisen toiminnan säätelemiseksi ja hallitsemiseksi. Sitä tuotetaan aivoissa ja välittäjäaineena sen rooli on tarpeen hermosolusignaalien käynnistämiseksi tai lopettamiseksi ja mahdollistaa neuronien jatkuvan viestinnän synaptisten aukkojen yli. Vaikka dopamiinia tuotetaan pieninä määrinä, se vaikuttaa mielialaan sekä lisääntymis- ja nautintohakuiseen käyttäytymiseen. Liian suuri osa siitä aiheuttaa skitsofrenian oireita, kun taas liian vähän aiheuttaa Parkinsonin taudille tyypillistä vapinaa.
Aivojen sisällä on harmaan aineen klustereita, joita kutsutaan basaaliganglioiksi, jotka liittyvät merkittävästi liikkeeseen, koordinaatioon ja impulssien siirtämiseen substantia nigraan. Dopamiinin tuotannosta vastuussa oleva substantia nigra on keskiaivojen neuroniryhmä, joka on välttämätön kommunikointiin basaalisten ganglionien kanssa. Tätä välittäjäainetta valmistavat myös hypotalamus ja ventral tegmentum, keskiaivojen rakenne, joka sijaitsee suoraan substantia nigran vieressä.
Tietyt käyttäytymistavat ovat välttämättömiä selviytymiseen, ja ne koetaan nälkäksi, janoksi ja libidoksi. Palkitsemispiirijärjestelmäksi kutsuttu aivojen nautintohakuisen käyttäytymisen mekanismi käsittää tegmentumin ja ytimen, jotka ovat limbisiä järjestelmärakenteita, jotka koostuvat dopamiinia tuottavista hermosoluista. Ydin accumbens vastaanottaa tietoa tulkittuna palkkiona, tyydytyksenä tai miellyttävänä tekmentumista, ja dopamiini on välttämätön välittäjäaine. Pääasiallinen rooli riippuvuudessa dopamiinin toimintaan vaikuttavat suoraan yleisesti väärinkäytetyt huumeet, erityisesti kokaiini, heroiini ja amfetamiini.
Skitsofrenian etiologiaan on liittynyt ylimääräisiä dopamiinipitoisuuksia, mutta uskotaan myös, että muilla välittäjäaineilla on oma roolinsa. Skitsofrenia viittaa vakavaan mielisairauteen, jolle on tunnusomaista aistivääristymät, irrationaalinen ajattelu ja vetäytymiskäyttäytyminen. Teoria dopamiinin roolista skitsofreniassa väittää, että psykoottiset oireet, kuten hallusinaatiot, johtuvat epänormaalin korkeista dopamiinipitoisuuksista, jotka johtuvat yliherkkyydestä tai liiallisesta määrästä reseptoreita. Huumeet, jotka ovat osoittautuneet erityisen tehokkaiksi skitsofrenian hoidossa, ovat lääkkeitä, jotka estävät dopamiinireseptoreita ja vähentävät siten tuotettua määrää.
Parkinsonin taudille on ominaista ravistelu levossa, koordinaation menetys ja satunnainen kävely. Kun moottorin ilmenemismuotoja esiintyy, jopa 80% soluista on tuhoutunut, mikä tyypillisesti esiintyy yli 60 -vuotiailla ihmisillä. Hoito suun kautta otettavalla dopamiinilla vaikuttaisi tehokkaalta, mutta koska se ei läpäise veri-aivoesteen helposti, käytetään toista menestyksekkäästi toista lääkettä, joka kykenee muuttumaan dopamiiniksi. Parkinsonin taudin etenemisen myötä levodopasta tulee vähemmän apua.