Sul piano fisiologico, fumare è un atto complesso. Si contano più di 5000 componenti nel fumo da tabacco. I tre principali prodotti tossici inalati ad ogni soffio sono: la nicotina, il monossido di carbonio ed il benzopirene. La nicotina è un alcaloide che agisce sull'organismo come una trappola. Impiega soltanto sette secondi a seguito di ogni inalazione per raggiungere il cervello, dove causa l'equivalente di un mini-scarico d'adrenalina.
A seconda delle persone, svolgerà il ruolo d'acceleratore o di freno. Per i primi, stimola l'attività cerebrale, aumenta la vigilanza e le facoltà di concentrazione intellettuale. Ad ogni aspirata, provoca un'accelerazione della pulsazione, un aumento della tensione arteriosa e del ritmo cardiaco (da 8 a 10 pulsazioni al minuto ventiquattro ore su ventiquattro).
Ad altri, al contrario, la nicotina ha un effetto tranquillante ed ansiolitico: contribuisce ad inibire le angosce latenti agendo come un sedativo.
Il modo di fumare varia enormemente da un individuo all'altro: senza esserne consapevoli il fumatore aspira dalla sua sigaretta, il suo sigaro o la sua pipa, per ottenere il quantitativo di nicotina che il suo organismo richiede. Dunque, se si riducono i tassi di nicotina o di catrame del tabacco, il fumatore compensa sistematicamente modificando il suo modo di fumare: inala più profondamente, aumenta il numero di inalazioni o fuma più a lungo e più spesso. La nicotina è la principale sostanza responsabile della dipendenza dal tabacco. Così sorge una dipendenza farmacologica: una sigaretta ne chiama un'altra. L'assorbimento nicotinico è realizzato soprattutto dalle mucose orali per il tabacco da masticare, il sigaro o la pipa. In compenso, il fumo delle sigarette raggiunge molto rapidamente le cellule polmonari dove il 90% della nicotina viene assorbito.
L'esistenza e l'intensità della dipendenza nicotinica possono essere misurate dal tenore di monossido di carbonio (CO) contenuto nell'aria espirata. Presente nel fumo inalato, si fissa sulla emoglobina del sangue e diminuisce dal 15 al 20% il quantitativo d'ossigeno in circolazione. La ripercussione sugli organi vascolari è ovvia. Un fumatore che consuma un pacchetto di sigarette al giorno ha un'ossigenazione equivalente a quella di un non fumatore a 2500 metri d'altitudine...
Il fumo del tabacco contiene anche quasi 500 sostanze cancerogene, fra le quali gli idrocarburi ed i benzopireni.
