דופמין הוא מוליך עצבי - מולקולה שהנוירונים משחררים כדי לתקשר זה עם זה - שמסונתז מחומצת האמינו טירוזין. על ידי הגדלת כמות הדופמין באזורים מסוימים במוח, פעילות גופנית יכולה להפעיל מספר יתרונות בריאותיים שיכולים לקדם רווחה חיובית ואף להתנגד למצבים נפשיים שליליים. למרות שחלק גדול מהמחקר חדשני ויש לאשר אותו עם מחקרים עתידיים, הפוטנציאל של פעילות גופנית בתמיכה בבריאות הנפש מבטיח.
לחץ ודיכאון
פעילות גופנית מועילה בהקלה על דיכאון, וסברה כי הדבר נובע מההשפעה של פעילות גופנית על סינתזת העצבים. לדופמין יכול להיות תפקיד מובהק במאבק בלחץ ובהתמודדות עם דיכאון על ידי פעולה על המערכת הלימבית, חלק במוח שחשוב בתגובה רגשית. במאמר שפורסם ב"מכתבי נוירו אנדוקרינולוגיה "בשנת 2010 נמצא" קשר הדוק למעגלי ההנאה, התגמול והמוטיבציה של המוח הקשורים במיוחד למבנים לימביים ולאותות דופמין, מורפין וחנקן אנדוגני."
התמכרות
התמכרויות נובעות, בין השאר, משחרורו של דופמין בגרעין התאומים - מרכז ה"תגמול "של המוח. פעילות גופנית יכולה להגביר את רמות הדופמין במוח באותו מחזורים ממכרים. כולנו מכירים אנשים שהם "מכורים" להתעמלות. בדרך זו פעילות גופנית יכולה ליצור מסלולי התמכרות חדשים, חיוביים, העלולים לסתור התנהגויות ממכרות שליליות. מאמר שפורסם בכתב העת "נוירופארמקולוגיה נוכחית" מציין כי שחרורו של דופמין בתרגיל יכול לסכל התמכרות לאמפטמין.
השמנת יתר
כמה אסכולות הרואים בהשמנת יתר סוג של התמכרות לאוכל. כמו בכל ההתנהגויות הממכרות, צריכת המזון המביאה להשמנה מעוררת את שחרורו של הדופמין בגרעין המתחם בתגובה למזון. כמובן שפעילות גופנית נלחמת בהשמנת יתר על ידי שריפת קלוריות, אך על ידי הגברת סינתזת הדופמין בגרעין האצברנס, היא עשויה גם לסייע בהתנגדות למנגנוני ההתמכרות למזון. הפוטנציאל של פעילות גופנית למלחמה באלרגיות למזון נדון במאמר שפורסם בכתב העת "The Journal of Experimental Biology" בשנת 2011.
מחלת פרקינסון
מחלת פרקינסון היא מצב נוירולוגי המאופיין בקשיחות שרירים, היעדר תנועות ורעד מרצון. המצב נגרם כתוצאה מהתנוונות של תאי דופמין בחלק של המוח הנקרא גנגלי הבסיס. על ידי קידום סינתזה של דופמין, פעילות גופנית יכולה לעזור להתמודד עם חלק מהתסמינים של מחלת פרקינסון. מאמר שפורסם בכתב העת "Journal of Neuroscience" בשנת 2007 מצא תוצאות תמיכה בתאוריה זו באמצעות מודלים של עכברים. ג'יזל פצינגר, החוקרת העיקרית של המחקר, אמרה ל"מדעון דיילי "כי" שרוד תאי דופמין במודלים של בעלי החיים שלנו - שנועדו להדמות את חולי פרקינסון שסובלים מהם - שנמצאים בתרגיל הליכון אינטנסיבי נראה כאילו עובדים קשה יותר."