담배 연기에는 널리 알려져 있듯이 타르와 니코틴이 들어가 있다. 일반적으로 담배 연기를 한번 들이 마실 때에 약 50cc의 연기가 폐속으로 들어가게 되는데 그중 이산화 탄소 전량과 니코틴의 90%, 타르의 70%가 몸속으로 흡수된다. 니코틴과 타르외에 담배에는 약 4,000가지 정도의 화학적 성분이 포함되어 있다. 그중 40가지 정도는 암을 유발하는 발암물질로 알려져 있고 또한 최근에는 일 국립공중위생원 리선치센터에서 '8염 화물'로 알려진 다이옥신 물질이 담배속에 포함되어 있는 것으로 밝혀졌다.

일산화탄소(CO)는 무연탄 냄새로 우리에게 친숙한 물질이다. 담배를 피우는 것은 마치 적은 양의 무연탄 냄새를 지속적으로 맡고 있는 것과 같아 혈액의 산소 운반능력을 감퇴시켜 만성 저산소증 현상을 일으켜 신진대사에 장애를 주고, 조기 노화현상을 일으킨다.

무색, 유성 알카로이드 액체. 니코틴은 천연 담배잎에만 존재하는 화학물질이다. 니코틴이 사람의 뇌에 도달하면 뇌에서는 도파민이라는 화학물질의 분비가 왕성해지는데 담배를 피운 사람은 이 때문에 좋은 기분을 느끼게 된다. 담배를 처음 피우거나 너무 많이 필 때 느끼는 구토, 현기증, 두통 등은 이 니코틴으로 인하여 생기는 증상으로 폐로 흡입한 담배연기 속의 니코틴이 뇌에 도달하려면 약 7초 정도 걸린다. 이 물질은 담배를 피우는 과정에서 파괴되지 아니하며 한 모금의 담배연기를 마실 때 0.1 - 0.2mg(한 개비 당 2mg)의 니코틴이 인체에 흡수된다. 니코틴은 매우 유독하여 일시에 60mg이 혈액에 흡수되면 대부분의 사람은 죽는다. 그러므로 성인의 치사량은 체중 1kg당 니코틴 1mg이다. 니코틴은 아편과 거의 같은 수준의 습관성 중독을 일으키기 때문에 화학적으로 마약으로 분류되고 있는 물질이다. 담배를 일단 피우기 시작하면 매30~40분에 한대식 피워야만 하는 이유가 바로 담배속에 있는 니코틴 때문이다. 적은 양의 니코틴으로 쾌감을 얻을 수 있고 양이 많으면 환각상태에까지 이르게 된다. 무엇보다도 습관성을 일으켜 담배를 계속 피우게 하는 주범이다. 흡입된 니코틴이 체외로 완전히 배출되는 데 약 3일이 걸린다.

담배를 피우면 필터가 검게 되는 것이나 오랜 흡연자의 인지를 노랗게 물들이는 것이 바로 타르로써 200종 이상의 화합물로 되어 있으며 이것이 폐암을 일으킨다. 담배가 800도로 연소될 때 작은 입자로 되어 기관지나 폐로 들어가며 이중 크기가 10㎛ 이상의 것은 가래로서 밖으로 나오나 1㎛ 전후의 것은 60%이상이 폐 속으로 들어가 배출되지 않는다. 타르는 호흡기점막의 섬모상피세포와 폐포 세포에 손상을 입히고 그 결과로 폐에 비정상 세포가 나타난다. 이 물질의 함량은 담배 종류에 따라 다르나 대개 한 개비당 2.0 - 3.3mg이 들어 있다.

콜타르나 동물의 오줌에 들어 있는, 특별한 냄새와 독성이 있고 바늘 꼴 결정의 빛이 없는 덩어리. 물에 잘 녹으며 살균력이 강해 방부제, 소독제, 좀약과 염료, 합성수지의 제조 원료가 된다.

일반적으로 사람들은 담배가 가지고 오는 병이라고 하면 폐암이나 기타 기관지, 호흡계통의 질병 등을 주로 알고 있는데 사실은 그밖에 수 많은 질병들이 담배를 통해 얻어진다. 흡연이 유발하는 질환은 암 종류만도 폐암, 구강암, 인두암, 췌장암, 자궁경부암, 후두암, 방광암, 신장암 등 8가지에 달한다. 또 폐결핵, 폐렴, 독감, 기관지염, 폐기종, 천식, 만성기도장애와 같은 호흡기 질환, 류머티스성 심장질환, 고혈압, 폐성 심장질환, 뇌혈관질환, 동맥경화, 대동맥류와 같은 심혈관 질환을 일으키고, 체중미달아, 신생아 호흡장애증후군, 신생아돌연사증후군 등 소아질환도 유발한다.

알려진 발암 성분은 43가지로 polyaromatic hydrocarbons, heterocyclic hydrocarbons, Nnitrosamines, aromatic amines, aldehydes, volatile carcinogens, inorganic compounds, radioactive elements등이 있다. 1950년대부터 대규모의 연구로 흡연의 영향을 종합하여 발표한 1964년의 US Surgeon General의 흡연과 건강 보고서와 수천 편의 과학적인 연구에서 흡연이 암의 원인인자로 확인되었다. 모든 암의 30%가 담배 때문에 발생하며 담배 연기와 직접 접촉되는 기관들-구강, 식도, 폐, 그리고 기관지-의 암의 90%정도 가 흡연 때문에 생기고 담배 연기와 직접 접촉하지 않는 인체 장기 중 자궁 경부, 췌장, 방광, 신장, 위장, 조혈 조직의 암 발생률은 비흡연자에 비해서 1.5-3배정도 높다. 신체의 모든 부위에서 암의 위험은 담배 연기에 노출 정도에 비례해서 증가한다. 담배 연기는 초기와 말기에서 암형성을 유발하는 강력한 발암 인자로 작용하며 술과 같은 다른 인자와 상호작용을 하여 암의 발생 위험을 상승시킨다.

술,담배 함께 하면 발암률 44배 프랑스 국립암연구소의 알베르·투인스 박사팀에 의하면 하루 10개피 이하의 흡연군과 하루 500cc이하의 음주군을 기준으로 할 때 흡연량만을 하루 1갑 이상으로 늘리면 식도암에 걸릴 확률이 5배 높아지고, 음주량만을 하루 1000cc 이상으로 늘릴 경우 확률은 18배 정도이나, 하루 담배 한갑 이상, 술 1000cc 이상을 혼합하면 확률은 무려 44배로 증가한다는 연구 결과가 나왔다. 그 이유는 담배 속에 함유된, 4,000여종의 화학물질이 흡입되어 인체 각 기관에 흡착될 뿐만 아니라, 알코올이 이 흡착된 화학물질을 녹여 체내에 전파시키고, 해독작용을 하는 간장도 알코올농도가 높아지면서 기능이 떨어져 독소등의 혈액내 잔류기간이 길어지며 알코올이 지방 분해 능력을 저하시킴으로써 혈관이 좁아져 혈액순환을 방해하며 지방간을 형성하기 때문이다.

궐련을 피우는 사람들이 방광암에 걸리는 수가 많은데 이는 시가나 파이프 담배에 비해 귈련을 피울 때는 연기를 깊이 들이 마시기 때문이다.

귈련을 피우는 사람이 시가나 파이프 담배를 피우는 사람보다 췌장암에 걸릴 위험성이 더 크다.

미국 캘리포니아 대학 와렌 윌켈스타인 박사는 프로리다주 디트나비치에서 개최된 세미나에서 자궁경부암과 흡연과의 관계에 강한 인과관계가 있다고 발표하였다. 자궁경부암에 대해서는 성생활에 의해 옮겨지는 헬 퍼스형 바이러스와 파피로머 바이러스가 원인이라는 설이 있었으나, 담배를 피우는 여성에게 17배나 자궁경부암이 많다고 발표했다.

흡연은 입술, 혀, 볼의 내막, 구상, 편도선, 입천장, 인두의 암을 일으키게 한다. 이들 구강암이 진단되었을 때는 그 중 50% 이상이 이미 임파결절까지 퍼져있는 단계에 있다. 구강암은 술을 많이 마시면서 담배를 피울 때 그 위험성이 크게 증대되며 입술의 암은 시가나 파이프 담배를 피우는 사람에게 더 잘 걸린다. 흡연연구가 늘면서 암의 빈도도 늘어나는데 암의 위치도 종래에는 대개가 혀의 전 2/3 부위에서 대부분 발생하던 것이 이제는 혀 뒤 1/3 부분에서도 그 발생빈도가 크게 증가하고 있다. 대개 암은 혀의 가장자리에서 발생하며 정중선 부위에서부터 발생하는 경우는 드물다. 초기에는 전혀 증상이 없는 것이 특징으로 상당히 커진 후에야 비로소 증상을 느끼게 됨이 조기발견의 장애가 되고 있다. 토증이 심하든가 삼키는데 지장이 있다든지 하는 경우는 대개가 암이 상당히 진행된 증거이다. 환자를 볼 때 혀의 가장자리에서 조금 단단한 느낌을 주면서 통증이 없는 궤양이 있으면 우선 암을 의심하여야 한다. 점점 크기가 커짐에 따라 혀 조직이 깊이 파고 들어 만져보면 실제 궤양크기가 보다 휠씬 큰 종궤를 촉지할 수 있다. 점점 진행됨에 따라 주위 조직도 같이 침범당하면서 드디어는 어디가 원발지인지도모르게 되는 경우가 많다. 혀 운동의 장애는 그 자체가 암의 상당한 진행을 의미한다.

이 암에 걸리는 사람의 3/4이 성대에 암이 생기는데 담배를 피우는 사람은 폐암과 같은 정도로 후두암에 걸릴 위험성이 매우 높고 음주는 그 위험성을 한층 높게 한다.(87년 10월 현재 일본인 흡연자의 경우 3.1배)

궐련을 피우는 사람이 특히 위험하며 많이 피울수록 위험성이 더 높아진다.

흡연은 고혈압, 고콜레스테롤과 함께 뇌혈관 질환, 관상동맥 질환, 복부 대동맥류, 말초혈관 질환과 같은 죽상경화 질환의 세 가지 주요 위험 인자이다. 흡연이 심혈관 질환의 유병률과 사망률을 높이고 금연하면 심혈관 질환의 유병률과 사망률이 감소한다. 하루에 한갑 이상 담배를 피운 평균 40-59세의 남성에서 관상 동맥질환의 비교위험도는 2.5이며 위험도는 흡연량에 비례해서 증가한다. 65세 이상 남성에서 관상동맥질환 사망의 25%이상과 65세 이하에서는 사망의 45%가 흡연에 의한 것이다. 여성에 있어서 관상동맥질환의 위험도는 남성과 유사하며 흡연 여성의 심근경색증의 비교위험도는 비흡연자나 금연자에 비해 3.0배이다. 하루에 25개비 이상 흡연여성은 치명적인 관상동맥질환의 위험도가 5.5배, 비치명적인 관상동맥질환 위험도가 5.8배, 협심증의 위험도는 2.6배이며 하루 1-4개비 정도의 적은 양의 흡연도 관상동맥질환의 위험도를 2배 증가시킨다.

폐질환 흡연은 기관지, 폐포, 폐 모세혈관, 폐의 면역체계에 병리 변화를 일으키고 폐질환을 유발하는 위험인자이다. 성폐쇄성폐질환(COPD)으로 인한 사망의 81.5%가 흡연에 의해 생긴다고 하며 COPD의 연령에 따른 사망률은 비흡연자에서 보다 흡연자에서 약 10배 높다고 하며 이러한 위험은 1일 흡연량과 흡연시작 시기, 흡연기간에 비례한다. 흡연자에서 폐포가 파괴되어 탄성 복원력이 없어지는 폐기종이 생긴다. 흡연자에서는 직경 300 마이크로미터 이하인 세동맥 수가 줄어들고 동맥내막과 혈관중벽의 비후가 나타난다. 흡연시 초당 노력성 호기 용적(FEV1), 모세 기관지 기능, 폐확산기능은 감소하고 어린이나 청소년에서는 폐성장 장애를 일으킨다. 흡연이 COPD 발병에 가장 큰 영향을 주는 나이는 알 수 없지만 폐의 최고성장(plateau phase)이 흡연량에 비례해서 줄어들고 COPD 발생이 빨라진다. 흡연의 폐질환 유발은 기관지 반응성의 증가와 protease- antiprotease의 불균형이고 두 가지 기전으로 설명되며 그 외의 위험인자는 alpha 1-antitrypsin 결핍이나 먼지, 분진 노출, 소아기의 심한 호흡기 질환 등이 있다.