Tobaken i cigaretter innehåller föreningar som är kända för att orsaka funktionella och strukturella förändringar i hjärnan, vilket gör rökning beroendeframkallande. När någon röker förändras hjärnans kemi i grunden och rökning blir en vanebildande genom upprepade sessioner när hjärnan anpassar sig till förändringarna i dess kemi. Att sluta röka kan vara utmanande till följd av att kroppen utvecklar ett beroende av kemikalierna i tobak och patienten upplever abstinensbesvär när hjärnan försöker anpassa sig.
Nikotin, en förening som finns i tobak och som efterliknar signalsubstansen acetylkolins verkan i kroppen, är nyckeln som gör rökning beroendeframkallande. När nikotin kommer in i hjärnan, binder det till acetylkolinreceptorer och människor upplever en kaskad av neurologiska reaktioner, inklusive ökad vakenhet och fokus. Med tiden får regelbunden rökning hjärnan att tro att acetylkolinnivåerna är ovanligt höga och som svar växer fler receptorer för denna signalsubstans.
Det ökade antalet receptorer minskar känsligheten för acetylkolin och nikotin, eftersom det behövs fler för att få samma svar. Detta kan stimulera människor att röka mer, vilket får hjärnan att reagera genom att skapa fler receptorer och skapa en oändlig cykel, vilket förklarar vad som gör rökning beroendeframkallande. När människor slutar röka har de ökat antal acetylkolinreceptorer, men dessa receptorer stimuleras inte. Patienten upplever abstinens när hjärnan klarar av den normala nivån av acetylkolin i kroppen.
Neurologer har studerat rökningens inverkan på hjärnan utförligt för att lära sig mer om vad som gör rökning beroendeframkallande och hur rökning förändrar hjärnans funktion och struktur på lång sikt. Vissa av dessa studier undertrycktes av tobaksföretag som var oroade över den påverkan på försäljningen som avslöjande av hälsoeffekter, inklusive beroende, kan ha. När studier som informerade allmänheten om att rökning är beroendeframkallande slutligen släpptes, var allmänhetens respons explosiv i vissa regioner i världen.
Rökning är inte bara beroendeframkallande, det verkar också vara ett av de starkare beroendeframkallande ämnena som används av människor. Människor som har upplevt beroende av flera ämnen har noterat att tobaksprodukter är bland de svåraste att sluta. Eftersom rökning är beroendeframkallande och svårt att stoppa, fokuserar många offentliga uppsökande program på att förhindra människor från att ta upp rökvanor i första hand, med målet att minska förekomsten av sjukdomar relaterade till rökning i befolkningen. Det finns tydliga samband mellan rökning och ett antal allvarliga medicinska komplikationer inklusive cancer och hjärt-kärlsjukdomar.