Νικοτίνη είναι μια χημική ένωση που υπάρχει στον καπνό. Όταν καπνίζεται καπνός, η νικοτίνη απορροφάται μέσω της επένδυσης του τοιχώματος των μικρών αερόσακων στους πνεύμονες. Όταν εισπνέεται ή μασάται, απορροφάται μέσω των βλεννογόνων της μύτης ή του στόματος. Η νικοτίνη μπορεί επίσης να απορροφηθεί μέσω του δέρματος.

Ανεξάρτητα από τον τρόπο απορρόφησης της νικοτίνης, εισέρχεται στην κυκλοφορία του αίματος, όπου κυκλοφορεί σε όλο το σώμα και ταξιδεύει στον εγκέφαλο, όπου διασχίζει τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό. Μόλις βρεθεί στον εγκέφαλο, συνδέεται και ενεργοποιεί υποδοχείς που ονομάζονται χολινεργικοί υποδοχείς.

Αυτοί οι χολινεργικοί υποδοχείς υπάρχουν στον εγκέφαλο καθώς και σε άλλες περιοχές όπως οι μύες, η καρδιά, τα επινεφρίδια και άλλα ζωτικά όργανα. Κανονικά, αυτοί οι υποδοχείς ενεργοποιούνται από τον νευροδιαβιβαστή ακετυλοχολίνη, ο οποίος παράγεται στις νευρικές απολήξεις του εγκεφάλου και στα νεύρα του περιφερικού νευρικού συστήματος.

Οι δράσεις της ακετυλοχολίνης βοηθούν στη διατήρηση της υγιούς αναπνοής, της καρδιακής λειτουργίας, της μυϊκής κίνησης και των γνωστικών λειτουργιών όπως η μνήμη.

Δεδομένου ότι η νικοτίνη έχει παρόμοια δομή με την ακετυλοχολίνη, μπορεί να ενεργοποιήσει τους χολινεργικούς υποδοχείς. Ωστόσο, σε αντίθεση με την ακετυλοχολίνη, η νικοτίνη εισέρχεται στον εγκέφαλο και διαταράσσει την κανονική λειτουργία του. Το τακτικό κάπνισμα οδηγεί σε αλλαγή στον αριθμό των χολινεργικών υποδοχέων και σε αλλαγές στην ευαισθησία τους στη νικοτίνη. Αυτό μπορεί να οδηγήσει στην ανάπτυξη ανοχής στη νικοτίνη.

Μόλις συμβεί αυτό, το άτομο που έχει προσβληθεί πρέπει να χρησιμοποιεί νικοτίνη τακτικά για να διατηρήσει την κανονική λειτουργία του εγκεφάλου. Εάν το επίπεδο νικοτίνης μειωθεί, ο καπνιστής μπορεί να εμφανίσει δυσάρεστα συμπτώματα στέρησης που τον οδηγούν στο να «αναπληρώσει» τα επίπεδα νικοτίνης του καπνίζοντας ξανά. Λόγω των εξαιρετικά εθιστικών ιδιοτήτων του, το κάπνισμα θεωρείται από την Αμερικανική Καρδιολογική Εταιρεία ως ένας από τους πιο δύσκολους εθισμούς που πρέπει να ξεπεραστούν.