El humo del tabaco contiene nicotina, que se adhiere a partículas de alquitrán pequeñas y llega a los pulmones. Los pulmones absorben la nicotina rápidamente, permitiendo que la nicotina llegue al cerebro en unos ocho segundos después de que una persona inhala el humo del tabaco. La nicotina llega al sistema nervioso central en torno a tres a cinco minutos, cuando se mastica tabaco. Cigarrillos americanos en general, consisten en 9 mg de nicotina; Sin embargo, gran parte de esta nicotina se quema, provocando que un fumador pueda absorber alrededor de 1 mg de nicotina en cada cigarrillo.
Además la nicotina actúa sobre el sistema nervioso central y periférico, y que pueden ser estimulantes o relajantes en función de estado de ánimo en una persona. Los fumadores se vuelven adictos y dependientes después de la exposición a largo plazo al tabaco y la nicotina. La teoría que prevalece en los resultados de cómo la nicotina en la adicción y la dependencia a la nicotina afecta las vías límbicas del cerebro que utilizan el neurotransmisor dopamina, provocando que algunas de sus propiedades sean adictivas.