1.  Nicotine: Nicotine là một chất không màu, chuyển thành màu nâu khi cháy và có mùi khi tiếp xúc với không khí. Nicotine được hấp thụ qua da, miệng và niêm mạc mũi hoặc hít vào phổi. Người hút thuốc trung bình đưa vào cơ thể 1 đến 2 mg nicotine mỗi điếu thuốc hút. Hút thuốc lá đưa nicotine một cách nhanh chóng đến não, trong vòng 10 giây sau khi hít vào. Tác dụng gây nghiện của nicotine một cách nhanh chóng đến não, trong vòng 10 giây sau khi hít vào. Tác dụng gây nghiện của nicotine chủ yếu là trên hệ thần kinh trung ương với sự có mặt của các thụ thể nicotine trên các tế bào thần kinh tại “trung tâm thưởng” ở hệ viền não bộ, các hóa chất trung gian dẫn truyền thần kinh bao gồm dopamin, serotonine, noradrenaline được phóng thích. Chúng gây ra nhiều tác động tâm thần kinh như là cảm giác sảng khoái, tâm trạng vui vẻ, tăng chú ý, tăng hoạt động nhận thức và trí nhớ ngắn hạn.
Não bộ nhanh chóng nhận ra rằng có thể dùng thuốc lá để kích thích bài tiết dopamin và như vậy khởi động quá trình hút thuốc lá kéo dài nhiều năm tháng. Hiệu ứng tâm thần kinh đó”.

Khói thuốc lá chứa nhiều chất kích thích dạng khí hoặc dạng hạt nhỏ. Các chất kích thích này gây nên các thay đổi cấu trúc của niêm mạc phế quản dẫn đến tăng sinh các tuyến phế quản, các tế bào tiết nhầy và làm mất các tế bào có lông chuyển. Các thay đổi này làm tăng tiết nhày và giảm hiệu quả thanh lọc của thảm nhày-lông chuyển. Phần lớn các thay đổi này có thể hồi phục được khi ngừng hút thuốc.
4. Các chất gây ung thư:
Trong khói thuốc lá có khoảng 70 chất có tính chất gây ung thư, ví dụ như hợp chất thơm có vòng đóng, Benzopyrene hay các Nitrosamine. Các hoá chất này tác động lên tế bào bề mặt của đường hô hấp gây nên tình trạng viêm mạn tính, phá huỷ tổ chức, biến đổi tế bào dẫn đến dị sản, loạn sản rồi ác tính hoá.