A nicotina é o agente farmacológico do tabaco responsável pela dependência física. O processo de ação desta droga sobre o Sistema Nervoso e a dependência por ela causada é similar a da cocaína e heroína. Contudo, ela age mais rapidamente chegando ao cérebro em aproximadamente 9 segundos.
Além desta substância, estão presentes no cigarro outras 4729 que, apesar de não causarem dependência física, são extremamente tóxicas. É o caso do alcatrão - substância cancerígena, do monóxido de carbono, da amônia, entre outras.
A maioria das pessoas que fuma descreve uma sensação de prazer e de bem-estar. Essa sensação ocorre pois ao atingir o sistema mesolímbico, a nicotina desencadeia uma descarga de dopamina - neurotransmissor responsável pela sensação de prazer ligada ao ato de fumar. No entanto, com o passar do tempo, o efeito desejado só é obtido com doses maiores, levando ao desenvolvimento de uma tolerância.
Cada fumante tem seu próprio índice de tolerância, uns precisam de 1 maço para atingir o efeito desejado enquanto outros podem precisar de 2 , 3 ou 4.