烟草是一种化学成分极为复杂的植物。包括糖类、蛋白质、氨基酸、有机酸、烟草生物碱等。烟草生物碱主要以烟碱（尼古丁）的形式存在，烟碱是特征性物质。
烟草制品在燃吸过程中，靠近火堆中心的温度可达800～9000℃，会发生复杂的化学反应，使烟草各种化学成分发生变化，产生的烟气约有4万种物质，目前已经鉴定出来的达4200多种，如氮气、氧气、一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、烃、醇、酚、醛、酮、羧酸、苯、萘及70多种金属和放射性元素。被认为最有害的物质有焦油、烟碱、一氧化碳、醛类物质。
烟气中的焦油是威胁人体健康的罪魁祸首。焦油中的多环芳烃是致癌物。其中苯并[a]芘危害最大，能改变细胞的遗传结构，使正常细胞变成癌细胞。
烟草中的放射性物质也是吸烟者肺癌发病率增加的因素之一。烟叶上的茸毛是浓集放射性物质的主要器官，放射性物质被吸入肺内，附着在支气管处，会诱发各种癌症。最有害的放射性元素是210Po。
一氧化碳进入人体肺内，与血液中的血红蛋白结合，减少心脏所需氧量，从而加快心跳，甚至带来心脏功能衰竭。一氧化碳与尼古丁协同作用，危害吸烟者心血管系统的功能，对冠心病、心纹痛、心肌梗塞等都有直接影响。
对青少年来说吸烟的危害性更大。可使青少年记忆力和嗅觉灵敏性降低，视野缺损。导致呼吸道、消化系统的疾病和各种癌症。
