多巴胺作為反應單體，堿性條件下（pH＞7.5），氧氣為氧化劑，反應過程不需要復雜的實驗儀器和步驟，在多巴胺溶液添加適量的堿溶液（如氫氧化鈉），即可發生自聚合，自聚合的快慢受pH影響較大，同時也受時間的影響，聚合的過程中溶液的顏色會隨著時間的推移逐漸發生變化，顏色由無色變為棕色最后變為黑色。在堿性條件下，多巴胺單體鄰苯二酚去質子氧化后可以形成多巴胺醌，但多巴胺醌的結構不穩定會被繼續氧化，發生分子內重排和交聯，形成深褐色的聚多巴胺。如果將聚多巴胺涂覆在不同的底物表面，只需將底物放在反應容器中輕輕振蕩。一定的反應時間后即可在底物表面生成一層均勻致密的聚多巴胺涂層。多巴胺單體濃度控制在2g/L以上，形成的聚多巴胺薄膜厚度可通過反應時間的長短和多巴胺單體的濃度決定。研究表明，聚多巴胺薄膜的最大厚度為50nm，多巴胺單體的濃度和反應時間超過某一閾值后就不會再對膜的厚度造成影響。目前，除了溶液氧化法，還有酶氧化過程，利用酶催化聚合物合成。