Il morbo di Parkinson è una malattia neurodegenerativa che colpisce la sostantia nigra, un componente dei gangli della base. La sostantia nigra ha un'alta quantità di neuroni dopaminergici, che sono cellule nervose che rilasciano il neurotrasmettitore noto come dopamina. Quando la dopamina viene rilasciata, può attivare i recettori della dopamina nello striato, che è un altro componente dei gangli della base. Quando i neuroni della sostantia nigra si deteriorano nella malattia di Parkinson, lo striato non riceve più correttamente i segnali della dopamina. Di conseguenza, i gangli della base non possono più regolare efficacemente il movimento del corpo e la funzione motoria diventa compromessa. Agendo come agonista dei recettori dopaminergici D2, D3 e D4, il pramipexolo può stimolare direttamente i recettori dopaminergici non funzionanti nello striato, ripristinando in tal modo i segnali della dopamina necessari per il corretto funzionamento dei gangli basali.