Il nome "sostanza nera" è dovuto alla presenza, nei neuroni che compongono questa struttura, di elevate quantità di pigmento melanico, che conferisce a essi un particolare colore scuro. I neuroni della sostanza nera sono per buona parte dopaminergici: ciò vuol dire che essi utilizzano dopamina al loro terminale presinaptico, per stabilire una sinapsi con gli altri neuroni.