ยาสูบในบุหรี่มีสารที่รู้จักกันว่าทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงการทำงานและโครงสร้างในสมองทำให้การสูบบุหรี่เสพติด เมื่อใครบางคนสูบบุหรี่สารเคมีในสมองก็จะถูกปรับเปลี่ยนโดยพื้นฐานและการสูบบุหรี่ก็จะกลายเป็นนิสัยที่เกิดขึ้นในช่วงการทำซ้ำเนื่องจากสมองจะปรับการเปลี่ยนแปลงทางเคมี การเลิกสูบบุหรี่อาจเป็นเรื่องท้าทายเนื่องจากร่างกายพัฒนาการพึ่งพาสารเคมีในยาสูบและผู้ป่วยจะมีอาการถอนขณะที่สมองพยายามปรับใหม่
นิโคตินสารประกอบที่พบในยาสูบที่เลียนแบบการกระทำของสารสื่อประสาท acetylcholine ในร่างกายเป็นสิ่งสำคัญที่ทำให้สูบบุหรี่เสพติด เมื่อนิโคตินเข้าสู่สมองมันจะจับกับตัวรับ acetylcholine และผู้คนจะได้สัมผัสกับการตอบสนองทางระบบประสาทรวมถึงความตื่นตัวและสมาธิที่เพิ่มขึ้น เมื่อเวลาผ่านไปการสูบบุหรี่เป็นประจำทำให้สมองคิดว่าระดับอะซิติลโคลีนสูงผิดปกติและในการตอบสนองมันจะเพิ่มตัวรับมากขึ้นสำหรับสารสื่อประสาทนี้
จำนวนตัวรับที่เพิ่มขึ้นจะลดความไวต่อ acetylcholine และนิโคตินเนื่องจากจำเป็นต้องได้รับการตอบสนองมากขึ้น สิ่งนี้สามารถกระตุ้นให้ผู้คนสูบบุหรี่มากขึ้นทำให้สมองตอบสนองด้วยการทำให้ผู้รับมากขึ้นและสร้างวัฏจักรที่ไม่รู้จบอธิบายสิ่งที่ทำให้คนติดบุหรี่ เมื่อคนหยุดสูบบุหรี่พวกเขามีจำนวนผู้รับ acetylcholine เพิ่มขึ้น แต่ผู้รับเหล่านี้ไม่ได้รับการกระตุ้น ผู้ป่วยมีประสบการณ์ถอนตัวเนื่องจากสมองมีระดับ acetylcholine ในร่างกายตามปกติ
นักประสาทวิทยาได้ศึกษาผลกระทบของการสูบบุหรี่ในสมองอย่างกว้างขวางเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับสิ่งที่ทำให้การสูบบุหรี่เป็นสิ่งเสพติดและวิธีการสูบบุหรี่เปลี่ยนการทำงานของสมองและโครงสร้างระยะยาว การศึกษาเหล่านี้บางส่วนถูกระงับโดย บริษัท ยาสูบที่กังวลเกี่ยวกับผลกระทบต่อยอดขายที่การเปิดเผยผลกระทบด้านสุขภาพรวมถึงการติดยาเสพติด เมื่อการศึกษาแจ้งให้สาธารณะทราบว่าการสูบบุหรี่เป็นสิ่งเสพติดได้รับการปล่อยตัวในที่สุดการตอบสนองของสาธารณชนก็เกิดขึ้นในบางภูมิภาค
การสูบบุหรี่ไม่เพียง แต่ทำให้เสพติดเท่านั้น แต่ยังปรากฏว่าเป็นหนึ่งในสารเสพติดที่แข็งแกร่งที่มนุษย์ใช้ ผู้ที่เคยมีประสบการณ์พึ่งพาสารหลายชนิดได้ตั้งข้อสังเกตว่าผลิตภัณฑ์ยาสูบเป็นกลุ่มที่เลิกยากที่สุด เนื่องจากการสูบบุหรี่เป็นสิ่งเสพติดและหยุดยากโปรแกรมบริการสาธารณะหลายแห่งจึงมุ่งเน้นไปที่การป้องกันไม่ให้คนเลิกสูบบุหรี่ตั้งแต่แรกโดยมีเป้าหมายเพื่อลดอุบัติการณ์ของโรคที่เกี่ยวข้องกับการสูบบุหรี่ในประชากร มีการเชื่อมโยงที่ชัดเจนระหว่างการสูบบุหรี่และภาวะแทรกซ้อนทางการแพทย์ที่ร้ายแรงหลายอย่างรวมถึงโรคมะเร็งและโรคหลอดเลือดหัวใจ
