James Parkinson, der die Erkrankung 1817 in einem wissenschaftlichen Aufsatz recht genau beschrieb, glaubte fälschlicherweise an eine Erkrankung des Rückenmarks. Tatsächlich ist bei Morbus Parkinson jedoch eine bestimmte Region im Gehirn betroffen, die bei der Steuerung und Kontrolle von Muskelbewegungen eine wichtige Rolle spielt.

Wie überall im Gehirn kommunizieren auch hier die Nervenzellen mit Hilfe bestimmter Botenstoffe (Transmitter) miteinander. Bei Morbus Parkinson sterben in dieser Region aus bislang unbekannten Gründen zunehmend jene Nervenzellen ab, die für die Produktion des wichtigen Transmitters Dopamin zuständig sind. Dadurch verringert sich auch die Menge des vom Körper gebildeten Dopamins. Zellen, an die das Dopamin andocken soll, gehen leer aus und leiten die Signale nicht weiter: das gesunde Gleichgewicht zwischen den verschiedenen Zellen und Botenstoffen gerät aus den Fugen.

Als Folge davon werden bestimmte Muskelbewegungen nicht mehr so kontrolliert durch das Gehirn gesteuert und unwillkürliche Muskelaktivitäten nicht mehr gehemmt. Dies führt zu den typischen Symptomen der Erkrankung, wie zum Beispiel dem Zittern oder der Muskelsteifheit, die willentlich nicht unterdrückt werden können.