尼古丁是导致烟草依赖的主要物质。尼古丁是脂溶性的，吸入肺部时候可以很快地经过血液透过血脑屏障道道中枢神经系统并产生生物效应。
尼古丁成瘾的秘密主要在于奖赏效应和多巴胺。位于中脑边缘系统中的多巴胺奖赏回路与药物依赖的关系最为密切，尼古丁会激活大脑中的尼古丁乙酰胆碱受体，促进多巴胺的释放，使吸烟者产生“愉悦”的感受。尼古丁的半衰期为2~3小时，如果成瘾者停止吸烟，体内尼古丁浓度会迅速降低，就无法继续体验“愉悦”感，并出现戒断症状。事实上在成瘾之后，尼古丁带来的愉悦感非常有限，吸烟者实际上只是为了避免戒断症状的不适才继续吸烟的。为了避免戒断症状，吸烟者就需要每隔一小段时间就吸一次烟。
尼古丁本身并不是烟草中危害最大的物质，但由于它导致成瘾，吸烟者就会不断地吸烟，这一过程就对自身和身边的人都造成了健康损害。
尼古丁对健康也有一些影响，例如它可以兴奋交感神经，可导致心率加快，并和血管内皮功能障碍、脂质异常和胰岛素抵抗有关(而这些与心血管和代谢疾病的发生有关)。
