Dopamiin viitab katehhoolamiini neurotransmitterile, mis on eriti oluline sensoorse ja motoorse aktiivsuse reguleerimiseks ja kontrollimiseks. Seda toodetakse ajus ja neurotransmitterina on selle roll vajalik närvirakkude signaalide initsieerimiseks või peatamiseks ning võimaldab neuronite jätkuvat suhtlemist sünaptiliste lünkade kaudu. Kuigi dopamiin toodetakse väikestes kogustes, mõjutab see meeleolu, samuti paljunemisvõimet ja naudinguid otsivat käitumist. Liiga suur osa sellest põhjustab skisofreenia sümptomeid, liiga vähe aga Parkinsoni tõvele omaseid värinaid.
Suuraju sees on halli aine klastreid, mida nimetatakse basaalganglionideks, mis on olulisel määral seotud liikumise, koordinatsiooni ja impulsside edastamisega mustale ainele. Dopamiini tootmise eest vastutav substantia nigra on keskaju neuronite rühm, mis on vajalik basaalganglionidega suhtlemiseks. Seda neurotransmitterit toodavad ka hüpotalamus ja ventraalne tegmentum, keskaju struktuur, mis asub otse mustandi kõrval.
Teatud käitumisviisid on ellujäämiseks vajalikud ja neid kogetakse nälja, janu ja libiidona. Preemiaahela süsteemiks kutsutud aju naudingut taotleva käitumise mehhanism hõlmab tegmentum ja nucleus accumbens, limbilise süsteemi struktuure, mis koosnevad dopamiini tootvatest närvirakkudest. Nucleus accumbens saab teavet, mida tõlgendatakse kas tasu, rahulolu või tegmentumi kaudu meeldivana, ja dopamiin on vajalik neurotransmitter. Kuna dopamiinil on sõltuvuses esmane roll, mõjutavad seda otseselt sageli kuritarvitavad uimastid, eriti kokaiin, heroiin ja amfetamiin.
Skisofreenia etioloogiat on seostatud dopamiini liigse tasemega, kuid arvatakse, et ka teistel neurotransmitteritel on oma roll. Skisofreenia viitab tõsisele vaimuhaigusele, mida iseloomustavad sensoorsed moonutused, irratsionaalne mõtlemine ja endassetõmbuv käitumine. Dopamiini rolli teooria skisofreenia puhul kinnitab, et psühhootilised sümptomid, nagu hallutsinatsioonid, on tingitud ebanormaalselt kõrgest dopamiini tasemest, mis on põhjustatud ülitundlikkusest või retseptorite liigsest hulgast. Skisofreenia ravis on osutunud eriti tõhusaks ravimid, mis blokeerivad dopamiini retseptoreid, vähendades seeläbi toodetud kogust.
Parkinsoni tõbe, mida iseloomustavad raputamine puhkeolekus, koordinatsiooni kaotus ja kõnd, põhjustab dopamiini taseme defitsiit, mis on tingitud mustas aines paiknevate närvirakkude retseptorite hävimisest. Motoorsete ilmingute ilmnemise ajaks on kuni 80% rakkudest hävinud, mis tavaliselt esineb üle 60-aastastel inimestel. Ravi suukaudse dopamiiniga näib olevat tõhus, kuid kuna see ei suuda kergesti läbida hematoentsefaalbarjääri, kasutatakse tavaliselt edukalt teist ravimit, mis on võimeline muutuma dopamiiniks, mida nimetatakse levodopaks. Parkinsoni tõve progresseerumisel väheneb levodopa kasulikkus.