多巴胺系统的功能非常复杂。目前一般认为多巴胺的功能是学习哪些行为可以导致奖励（reward，比如食物或性交）。有实验证据表明黑质致密部的多巴胺神经元在动物获得的奖励大于预期时发放冲动。这些冲动可以用来更新动物对于奖励的期望。某些娱乐性药物，例如可卡因能够模拟多巴胺系统的奖励反应。这可以用来解释这些药物为什么会造成上瘾。
病理.黑质致密部多巴胺神经元的凋亡可导致帕金森氏病。这种疾病可能是遗传性的，也可能是由于某些不明因素造成。帕金森氏病也可能由于一些病毒的感染，或者一些毒素（