脳のうち位置的には前脳に分類される部位で、大脳の深層部にある。
小脳と共に随意運動に関する発現や制御を担う高次中枢である。
信号経路の特徴として、大脳皮質(特に運動野)から信号を受けた結果を視床を経て再び前頭葉へ戻す経路がある。
もって信号は閉じた経路をループしている。
大脳基底核を情報伝達機能で分類すると、入力部・修飾部・介在部・出力部に分類できる。
入力部は線条体であり、大脳皮質からの信号を受ける。
修飾部は黒質の緻密部が該当し、ここで神経伝達物質の一つドーパミンが作られ、これが線条体へと送られる。
出力は二系統あり、介在部(淡蒼球外節や視床下核)を経由して出力部(黒質網様部や淡蒼球内節)に至る間接路と、直接出力部に至る直接路がある。
例えばパーキンソン病になると、この間接路のうち入力部→介在部は亢進するが、他の経路、すなわち直接路や間接路のうち介在部→出力部は活動が弱まる。このため正常な運動制御ができなくなる。