• le système nigrostrié impliqué dans le contrôle moteur, dont les neurones de la substance noire se projettent dans le striatum (globus pallidus, putamen, noyau caudé). La lésion de ce système provoque des signes parkinsonniens (tremblements, trouble de la motricité volontaire et des ajustements posturaux). La maladie de Parkinson est par ailleurs, traitée avec de la L-Dopa, un précurseur de la dopamine.
• le système méso-cortico-limbique impliqué dans le système de récompense à l'origine des phénomènes de plaisir, de dépendance... Ce système repose principalement sur des neurones dopaminergiques issus de l'aire tegmentale ventrale diffusant dans les aires corticales liées au système limbique (cortex frontal compris), le noyau accumbens, le tubercule olfactif, l'amygdale. De nombreuses drogues touchent ce système en augmentant la concentration synaptique de dopamine ou en mimant son action. On distingue les systèmes méso-limbique et méso-cortical.
• le système tubéro-infundibulaire, prenant ses racines dans la base de l'hypothalamus et se projettant dans l'hypophyse, intervient dans la libération d'hormones.

La dopamine est en outre liée la schizophrénie, une hausse de la concentration synaptique en dopamine peut y être observée. De plus, les neuroleptiques entrent en interaction avec les système dopaminergiques, donnant parfois des effets psychotiques (hallucinations, troubles de la pensée).