基底神經節有重要的運動調節功能，它對隨意運動的穩定、肌緊張的控制、本體感覺傳入衝動資訊的處理都有關係。在清醒猴，記錄蒼白球單個神經元的放電活動時觀察到，當肢體進行隨意運動時神經元活動發生明顯明確的變化；有的神經元在肢體屈曲時放電增多，說明在底神經節與隨意運動有關。電刺激紋狀體的動物實驗中觀察到，單純刺激紋狀體並不能引起運動效應；但如在刺激大腦皮層運動區的同時，再刺激尾核或蒼白球，則皮層運動區發出的運動反應即迅速抑制，並在刺激停止後抑制效還可繼續存留一定時間。在猴，單側損毀蒼白球后，則對側上肢的運用就不如同側上肢的運用那樣靈便。以上均說明基底神經節的功能與軀體運動有密切關係，便這些實驗事實仍不能說清楚基底神經節是如何調節身體運動的。為一進一步闡明基底神經節的功能，有必要簡述基底神經節功能紊亂的疾病。臨床上在底神經節損害的主要表現可分為兩大類：一類是具有運動過多而肌緊張不全的綜合症，另一類是具有運動過少而肌緊張過強的綜合症。前者的例項是舞蹈病與手足徐動症等，後者的例項是震顫麻痺（帕金森病）。臨床病理的研究指出，舞蹈病與手足徐動症的病變主要位於紋狀體，而震顫麻痺的病變主要位於黑質。