Il fascio di fibre efferenti della substantia nigra trasmette la dopamina a una delle seguenti aree
Talamo
Corpo striato
Tegmento del ponte
Tetto del mesencefalo
Connessioni nei gangli della base

Substantia nigra pars compacta (SNPC) allo striato (nucleo caudato e putamen) - Dopaminergico 
Striato a Substantia nigra pars reticulata (SNPR)-GABA 
Striato al segmento interno del globo pallido e al segmento esterno - GABA 
Segmento esterno del globo pallido al nucleo subtalamico e segmento interno-GABA
Nucleo subtalamico del segmento esterno e del segmento interno del globo pallido. - Glutammato​
All'interno dello striato: interneuroni colinergici.