담배가 탈 때 중심 온도는 약 900℃ 정도이며, 이때 나오는 담배 연기 속에는 약 4,000여종의 독성 화학 물질이 들어 있는데, 이와 같은 고온에서는 유기 물질들이 열분해, 증류, 승화, 수소화, 산화, 탈수화 등의 과정을 거쳐 여러 종류의 화학 물질을 생성한다.
이 화학 물질을 크게 분류하여 타르, 기체 성분, 니코틴으로 구분할 수 있으며, 기체 성분 속에 들어 있는 물질 중에는 일산화탄소(CO)가 있는데, 이는 결합력이 우수하여 허파꽈리를 통해 들어오는 일산화탄소와 헤모그로빈이 결합하여 혈중 산소가 부족하게 되어 혈액의 산소 운반 능력을 감퇴시키고 저산소증 현상을 일으켜 신진 대사에 장애가 오며, 혈 중 콜레스테롤이 증가하여 심근 경색과 뇌졸중 등을 유발한다. 니코틴은 마약성 물질로서 한 개피 속에는 1mg정도 함유되어있고 사람의 경우 40mg이 치사량이며, 적은 양의 니코틴은 신경계에 작용하여 교감 및 부교감신경을 흥분시켜 쾌감을 얻게 하고, 많은 양의 니코틴은 신경을 마비시켜 환각상태에까지 이르게 한다. 또한 각성효과가 있어 글을 쓰거나 작업을 할 때 일시적으로 창의력을 향상시키기도 하며 흥분되었을 때 진정시키는 효과도 있다.
또 말초혈관을 수축하여 맥박을 빠르게 하고 혈압을 높이며 콜레스테롤을 증가시켜 동맥경화증을 악화시켜 심장병, 버거스씨병 및 동상이 잘 생기게 된다. 그 외에도 소화기계에 작용하여 궤양을 일으키고 내분비계 및 호흡기에도 나쁜 영향을 끼친다.
니코틴이 담배연기로 흡입되어 뇌에 작용을 미치는데 소요되는 시간은 불과 4~5초이며, 흡입된 니코틴이 몸밖으로 완전히 배출되는데는 약 3일이 걸린다. 담배의 독특한 맛을 내는 타르는 일반적으로 담뱃진이라고 하는 독한 물질인데 수 천 종의 독성화학 물질이 들어있어서 건강에 주는 해독의 대부분은 바로 이 타르 속에 들어 있는 각종 독성 물질과 발암 물질에 의한 것이다. 타르 속에는 약 20여종의 발암 물질이 포함되어 있으며, 타르는 그 자체로도 맹독성이 있어 적은 양으로도 작은 동물이나 곤충을 죽일 수 있기 때문에 예전에는 담배꽁초를 모아 화장실에 구더기를 막는 데에도 사용하였고 산에서 뱀을 퇴치하는 데에도 이용하였다.
담배의 독특한 맛은 바로 이 타르에서 오는 것이며, 타르는 담배연기를 통하여 폐로 들어가 혈액에 스며들어 우리 몸의 모든 세포, 모든 장기에 피해를 주기도 하고, 잇몸, 기관지 등에는 직접 작용하여 표피세포 등을 파괴하거나 만성 염증을 일으킨다.
