Možganski dopaminergični sistem je niz poti, ki zmerno nadzorujejo nekatera vedenja in prostovoljno gibanje. Odvisno je od nevrotransmiterja dopamina, ki se proizvaja v srednjih možganih. Dopaminergični sistem aktivira občutke nagrajevanja med različnimi, običajno prijetnimi dejavnostmi, njegovo okvaro pa ta odziv povezuje z odvisnostjo od drog in alkohola. Simptomi Parkinsonove bolezni so posledica uničenja nevronov, ki proizvajajo dopamin, ki se deloma zdravijo z dajanjem dopamina bolnikom, da se obnovi normalno delovanje sistema.
Dopaminergični sistem izvira iz srednjih možganov, kjer se dopamin proizvaja v nevronih črne substance iz molekule, imenovane L-DOPA, za leva-dopo. Od tam se aksoni teh živcev sinapse na mestih po možganih. En sklop aksonov vpliva na kognicijo v čelnih režnjah, zlasti na presojo in podobne nadzorne mehanizme, kot so odločitve o tem, ali ravnati na določen način ali ne. Druga veja živcev doseže limbični sistem temporalnega režnja, kjer dopamin modulira nastajanje navad z izboljšanjem nevronske korelacije med užitkom in danim vedenjem.
Sistem nagrajevanja možganov vključuje poti nevronskih skupin v srednjih možganih in možganski skorji, zlasti v mezolimbičnem sistemu. Ko pride do prijetnih izkušenj, kot so hrana, pijača, seks in uživanje različnih zdravil, se dopamin sprosti. To povzroči občutek visoke nagrade, ki nato vodi do psihološke okrepitve začetnega prijetnega vedenja in postopoma povečuje količino vedenja ali snovi, ki je potrebna za ustvarjanje občutka nagrade. Zaradi tega mnogi raziskovalci menijo, da so spremenjene ali prekomerno aktivne dopaminske poti lahko končni vzrok za odvisnost.
Pomembna vloga dopaminergičnega sistema je v nadzoru prostovoljnega gibanja, procesa, umirjenega s sproščanjem dopamina. Parkinsonovo bolezen povzroča degeneracija živčnih celic, ki proizvajajo dopamin, v možganskem deblu in srednjih možganih, zlasti v pomembnih predelih črne substance in locus ceruleus. Ko je dopaminergični sistem moten zaradi izčrpavanja zalog dopamina in celice ne proizvajajo več nevrotransmiterja, motorna kontrolna področja možganov, kot so mali možgani, prenehajo normalno delovati. Posledica tega so sunkoviti gibi ter motena hoja in prijemanje.
Dopamin se injicira intravensko za povečanje aktivnosti simpatičnega živčnega sistema, spodbujanje višjega krvnega tlaka in splošne zavesti. Zdravljenje gibalnih motenj, ki jih povzroča Parkinsonova bolezen, je velik farmakološki poseg v delovanje dopaminergičnega sistema. Ker dopamin ne more prečkati krvno-možganske pregrade in tako doseči območja, ki jih prizadene Parkinsonova bolezen, se namesto tega bolnikom injicira predhodna snov L-DOPA. Lahko preide v možgane in se tam presnovi v svojo aktivno obliko z vrsto kemičnih reakcij.