เส้นทางโดพามีนเป็นระบบเชื่อมต่อของเซลล์ประสาทที่ส่งโดปามีนซึ่งเป็นหนึ่งในสารสื่อประสาทที่มีอิทธิพลมากที่สุดไปยังส่วนต่าง ๆ ของสมอง มีโดปามีน 4 เส้นทางหลักที่รับผิดชอบในการสร้างการตอบสนองของสมองที่หลากหลาย ทางเดินของ mesolimbic และ mesocortical มีส่วนเกี่ยวข้องกับแรงจูงใจและอารมณ์และพวกมันก็เชื่อมโยงกับพฤติกรรมเสพติดและโรคจิตเภท ทางเดิน nigrostriatal ควบคุมการเคลื่อนไหวของร่างกายและความเสียหายต่อเส้นทางนี้เป็นความคิดที่นำไปสู่การพัฒนาของโรคพาร์กินสัน ในที่สุดเส้นทางเดินของ tuberoinfundibular เชื่อว่ามีบทบาทในพฤติกรรมของมารดาและการเลี้ยงดูรวมถึงการควบคุมฮอร์โมน
ทางเดินของโดปามีน mesocortical และ mesolimbic เกิดขึ้นในสมองกลาง โดพามีนถูกพาไปยังเยื่อหุ้มสมองด้านหน้าโดยทางเดินของ mesocortical และ mesolimbic จะส่งไปยังระบบลิมบิก เส้นทางเหล่านี้มีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิดและเชื่อว่าเกี่ยวข้องกับการควบคุมแรงจูงใจและอารมณ์เป็นหลัก การทำงานที่ผิดปกติของพื้นที่เหล่านี้ของสมองเป็นความคิดในการผลิตภาพหลอนและอาจเป็นสาเหตุของโรคจิตเภท
ทางเดิน mesolimbic บางครั้งเรียกว่าทางเดินของรางวัลเนื่องจากบทบาทที่เล่น แอลกอฮอล์และยาเสพติดเช่น methamphetamine, โคเคน, เฮโรอีนและนิโคตินล้วน แต่คิดว่าจะทำให้โดปามีนหลั่งไหลผ่านเส้นทาง mesolimbic ทำให้เกิดอารมณ์ร่าเริง ในขณะที่การใช้ยายังคงมีอยู่สมองจะชดเชยปริมาณโดปามีนที่เพิ่มขึ้นเหล่านี้โดยการลดจำนวนตัวรับโดปามีนที่มีอยู่ทำให้ผู้ติดยาต้องใช้ยาเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ผลกระทบนี้เรียกว่าความอดทนซึ่งเป็นสาเหตุสำคัญของการใช้ยาเกินขนาด
เส้นทางโดพามีนอีกสองทางอาจได้รับผลกระทบจากการใช้ยา แต่ก็คิดว่าเกี่ยวข้องกับการควบคุมการตอบสนองทางสมองอื่น ๆ ด้วย เส้นทางโดปามีนนิโคตินอยู่ในใจกลางสมองและมีหน้าที่หลักในการควบคุมมอเตอร์ขั้นต้นหรือการเคลื่อนไหวของร่างกายขนาดใหญ่ การพัฒนาของโรคพาร์กินสันเชื่อว่าจะส่งผลให้ส่วนหนึ่งของความเสียหายให้กับเซลล์ประสาทในพื้นที่ของสมองนี้
ชนิดสุดท้ายของเส้นทางโดพามีนคือเส้นทาง tuberoinfundibular ส่งโดปามีนจากไฮโปทาลามัสไปยังต่อมใต้สมอง ฟังก์ชั่นที่รู้จักกันดีที่สุดของเส้นทางนี้คือการควบคุมฮอร์โมน มันควบคุมการปล่อยฮอร์โมนจากต่อมใต้สมองที่เรียกว่าโปรแลคตินและเกี่ยวข้องกับการตอบสนองของมารดาและการเปลี่ยนแปลงของฮอร์โมนในระหว่างตั้งครรภ์
