尼古丁是導致菸草依賴的主要物質。尼古丁是脂溶性的，吸入肺部時候可以很快地經過血液透過血腦屏障道道中樞神經系統併產生生物效應。
尼古丁成癮的秘密主要在於獎賞效應和多巴胺。位於中腦邊緣系統中的多巴胺獎賞迴路與藥物依賴的關係最為密切，尼古丁會激活大腦中的尼古丁乙酰膽鹼受體，促進多巴胺的釋放，使吸菸者產生“愉悅”的感受。尼古丁的半衰期為2~3小時，如果成癮者停止吸菸，體內尼古丁濃度會迅速降低，就無法繼續體驗“愉悅”感，並出現戒斷症狀。事實上在成癮之後，尼古丁帶來的愉悅感非常有限，吸菸者實際上只是為了避免戒斷症狀的不適才繼續吸菸的。為了避免戒斷症狀，吸菸者就需要每隔一小段時間就吸一次煙。
尼古丁本身並不是菸草中危害最大的物質，但由於它導致成癮，吸菸者就會不斷地吸菸，這一過程就對自身和身邊的人都造成了健康損害。
尼古丁對健康也有一些影響，例如它可以興奮交感神經，可導致心率加快，並和血管內皮功能障礙、脂質異常和胰島素抵抗有關(而這些與心血管和代謝疾病的發生有關)。
