烟草燃烧后产生的气体混合物称为烟草烟雾。烟草烟雾中含有7000余种化学成分，其中数百种为有害物质，可对人体健康造成严重危害。
香烟烟雾中的有害成分包括一氧化碳、尼古丁等生物碱、胺类、腈类、醇类、酚类、烷烃、烯烃、羰基化合物、氮氧化物、多环芳烃、杂环族化合物、重金属元素。烟草烟雾中含有至少69种已知的致癌物，包括钋-210、 稠环芳香烃类、N-亚硝基胺类、芳香胺类、甲醛和1,3-丁二烯等，这些致癌物被吸入人体后会引发基因突变，进而导致恶性肿瘤的发生。烟草烟雾中的一氧化氮、硫化氢及氨等有害气体可对呼吸系统造成严重危害。烟草烟雾中还含有多种可导致心脑血管疾病的物质，如一氧化碳、自由基等。除此之外，研究人员还在烟草烟雾中发现了重金属及放射性物质。
这当中，造成成瘾依赖性质的主要是尼古丁，它可以通过口嚼式、口含式和吸入式的烟草等透过含于唇-牙龈间和直接用鼻子吸入等方式快速进入人体，再经由血液传送，并可通过血脑屏障，吸入后平均只需要7秒即可到达脑部。尼古丁作用于烟碱乙酰胆碱接受体，特别是自主神经上的接受器（(α1)2(β4)3）和中枢神经的接受器（(α4)2(β2)3） ，前者位于肾上腺髓质和其他位置，尼古丁与肾上腺髓质的烟碱接受器结合后，会增加血液中肾上腺素的含量。造成心跳加快，血压升高，呼吸加快等反应。后者位于中枢神经系统。使脑中的多巴胺增加，实际上制造了大脑空虚感，给人造成吸烟可以给人自信，让人放松等虚假的幻觉，最后可能会因吸食而有成瘾的现象。
