Nicotina è un composto chimico presente nel tabacco. Quando il tabacco viene fumato, la nicotina viene assorbita attraverso le pareti dei piccoli alveoli polmonari. Quando viene sniffato o masticato, viene assorbito attraverso le mucose del naso o della bocca. La nicotina può anche essere assorbita attraverso la pelle.

Indipendentemente da come la nicotina venga assorbita, entra nel flusso sanguigno, circola in tutto il corpo e raggiunge il cervello, dove attraversa la barriera emato-encefalica. Una volta nel cervello, si lega e attiva i recettori colinergici.

Questi recettori colinergici sono presenti nel cervello e in altre aree come i muscoli, il cuore, le ghiandole surrenali e altri organi vitali. Normalmente, questi recettori sono attivati dal neurotrasmettitore acetilcolina, prodotto nelle terminazioni nervose del cervello e nei nervi del sistema nervoso periferico.

L'azione dell'acetilcolina aiuta a mantenere una respirazione sana, la funzionalità cardiaca, il movimento muscolare e le funzioni cognitive come la memoria.

Poiché la nicotina ha una struttura simile all'acetilcolina, può attivare i recettori colinergici. Tuttavia, a differenza dell'acetilcolina, la nicotina penetra nel cervello e ne interrompe il normale funzionamento. Il fumo regolare porta a una variazione del numero di recettori colinergici e a una modifica della loro sensibilità alla nicotina. Questo può portare allo sviluppo di tolleranza alla nicotina.

Una volta che ciò accade, la persona interessata deve assumere nicotina regolarmente per mantenere la normale funzione cerebrale. Se il livello di nicotina diminuisce, il fumatore può manifestare spiacevoli sintomi di astinenza che lo portano a "ripristinare" i livelli di nicotina fumando di nuovo. A causa delle sue proprietà altamente assuefacenti, il fumo è considerato dall'American Heart Association una delle dipendenze più difficili da eliminare.