Dopamin se nanaša na kateholaminski nevrotransmiter, ki je še posebej pomemben za uravnavanje in nadzor senzorične in motorične aktivnosti. Proizvaja se v možganih in kot nevrotransmiter je njegova vloga nujna za sprožitev ali prenehanje signalov živčnih celic in omogoča nadaljnjo komunikacijo nevronov skozi sinaptične vrzeli. Čeprav se proizvaja v majhnih količinah, dopamin vpliva na razpoloženje, pa tudi na reproduktivno vedenje in vedenje, ki išče užitke. Preveč ga povzroča simptome shizofrenije, premalo pa povzroča tresenje, značilno za Parkinsonovo bolezen.
Znotraj velikih možganov so skupine sive snovi, imenovane bazalni gangliji, ki so pomembno vključene v gibanje, koordinacijo in prenos impulzov v črno snov. Substantia nigra, odgovorna za proizvodnjo dopamina, je skupina nevronov srednjih možganov, potrebnih za komunikacijo z bazalnimi gangliji. Ta nevrotransmiter izdelujeta tudi hipotalamus in ventralni tegmentum, struktura srednjih možganov, ki se nahaja neposredno ob črni substanci.
Določena vedenja so potrebna za preživetje in jih doživljamo kot lakoto, žejo in libido. Imenuje se sistem nagrajevanja, možganski mehanizem vedenja, ki išče užitke, vključuje tegmentum in nucleus accumbens, strukture limbičnega sistema, sestavljene iz živčnih celic, ki proizvajajo dopamin. Nucleus accumbens sprejema informacije, ki jih razlagajo kot nagrado, kot zadovoljstvo ali kot prijetno od tegmentuma, dopamin pa je nujen nevrotransmiter. Ker ima glavno vlogo pri odvisnosti, na delovanje dopamina neposredno vplivajo pogosto zlorabljane droge, zlasti kokain, heroin in amfetamin.
Etiologija shizofrenije je bila povezana s presežnimi ravnmi dopamina, vendar se domneva, da imajo vlogo tudi drugi nevrotransmiterji. Shizofrenija se nanaša na resno duševno bolezen, za katero so značilna senzorična izkrivljanja, iracionalno razmišljanje in vedenje umika. Teorija o vlogi dopamina pri shizofreniji trdi, da so psihotični simptomi, kot so halucinacije, posledica nenormalno visokih ravni dopamina, ki jih povzroča preobčutljivost ali prevelika količina receptorjev. Zdravila, za katera se je izkazalo, da so še posebej učinkovita pri zdravljenju shizofrenije, so zdravila, ki delujejo tako, da blokirajo dopaminske receptorje in s tem zmanjšajo proizvedeno količino.
Za Parkinsonovo bolezen je značilno tresenje med počitkom, izguba koordinacije in premik hoje, ki jo povzroča pomanjkanje dopamina, ki je posledica uničenja receptorjev živčnih celic, ki se nahajajo v črni substanci. Ko se pojavijo motorične manifestacije, je uničenih do 80 % celic, kar se običajno pojavi pri ljudeh, starejših od 60 let. Zdravljenje s peroralnim dopaminom se zdi učinkovito, a ker ne more zlahka prodreti skozi krvno-možgansko pregrado, se običajno uspešno uporablja drugo zdravilo, ki se lahko spremeni v dopamin, imenovano levodopa. Z napredovanjem Parkinsonove bolezni levodopa postane manj koristna.