帕金森病的主要病变是在脑部的黑质及纹状体。黑质是位于中脑大脑脚的细胞核团，因富含黑色素颗粒而得名。黑质是负责制造并贮存神经递质多巴胺；纹状体环路向纹状体输送多巴胺。多巴胺为纹状体的抑制性神经递质，乙酰胆碱为纹状体的兴奋性神经递质。正常人，这两种递质处于一种动态平衡状态。而在患帕金森病时，患者脑中的黑质细胞则大量坏变而消失，多巴胺的制造减少，而乙酰胆碱的作用相对亢进，从而产生临床上的诸多症状。