Sederhananya, kecanduan merokok disebabkan oleh nikotin dalam tembakau dan bagaimana nikotin memasuki aliran darah dan otak seorang perokok. Sama seperti oksigen masuk ke paru-paru dan kemudian ke dalam darah, demikian pula asap dan nikotin masuk ke paru-paru dan darah seorang perokok, dan kemudian melewati aliran darah ke otak. Begitu berada di otak, kecanduan merokok ditentukan oleh bagaimana nikotin bekerja dengan otak, menciptakan perubahan fisiologis dan ketergantungan pada nikotin. Ini biasanya diperkuat melalui pengkondisian sosial dan psikologis di mana tindakan merokok menjadi lebih terkait dengan kenikmatan dan relaksasi.
Kecanduan merokok secara harfiah dimulai dengan menghirup rokok atau produk tembakau serupa untuk pertama kalinya. Nikotin terkandung dalam daun tembakau, dan merupakan zat karsinogenik yang bertindak sebagai pertahanan alami tembakau terhadap serangga dan infestasi potensial lainnya. Nikotin berpindah dari tembakau melalui asap ke paru-paru seorang perokok, atau ke dalam mulut pengunyah tembakau atau perokok pipa atau cerutu yang tidak menghirup, dan kemudian ke dalam aliran darah. Begitu berada di aliran darah, nikotin dengan cepat bergerak ke otak. Bahkan jika seseorang menghirup rokok pertama disertai dengan batuk, mual, dan potensi ketidaknyamanan lainnya, dalam waktu sekitar 10 detik nikotin telah mencapai otak dan memicu respons yang menyenangkan.
Di otak seseorang, nikotin cocok dengan reseptor saraf yang biasanya digunakan oleh neurotransmitter yang disebut asetilkolin. Asetilkolin bertanggung jawab atas sejumlah proses kimia neurologis yang berbeda di otak, termasuk pelepasan dopamin dan rangsangan pusat kesenangan serupa. Ini berarti bahwa ketika nikotin mencapai otak seseorang, itu memicu respons kesenangan langsung. Kecanduan merokok yang berkelanjutan menjadi mapan ketika otak berusaha menangani banjir nikotin dengan menciptakan lebih banyak reseptor asetilkolin, yang kemudian dapat dimanfaatkan oleh nikotin.
Peningkatan reseptor, bagaimanapun, seringkali membutuhkan jumlah nikotin yang lebih besar untuk memicu respons kesenangan. Pada titik ini, seseorang telah menyerah pada kecanduan merokok dan otaknya sekarang telah membuat perubahan fisiologis yang nyata untuk terus berurusan dengan nikotin. Inilah sebabnya mengapa berhenti sering kali disertai dengan masalah fisik dan psikologis seperti sakit kepala, mual, lekas marah, dan perubahan suasana hati. Saat berhenti, seseorang benar-benar membuat otaknya kekurangan zat kimia yang diharapkan otak sebagai bagian rutin dari operasi sehari-hari.
Kecanduan merokok biasanya diperkuat lebih lanjut melalui pengkondisian psikologis dan sosial, yang dibentuk oleh asosiasi merokok dengan aktivitas yang menyenangkan. Ketika seseorang merokok setelah setiap kali makan, dia mengkondisikan tubuhnya untuk mengharapkan reaksi kimia dan neurologis setelah makan. Setelah dikondisikan, orang tersebut secara alami akan mengharapkan untuk merasakan pengaruh fisik nikotin dalam sistemnya setelah setiap kali makan. Inilah sebabnya mengapa kecanduan merokok sering kali menjadi masalah sosial dan mental, serta fisik, karena seseorang mengajarkan tubuhnya untuk mengasosiasikan respons kimia dengan aktivitas lain.