多巴胺是一種負責愉快，放松和快樂等感覺的信息傳遞素。尼古丁影響人體的幾乎所有部位，尤其以大腦最明顯。在尼古丁與多巴胺受體交互作用時，大腦會在產生多巴胺以及對其反應方面發生變化。這種反應也是導致尼古丁上癮的主要原因。
尼古丁能在幾秒鐘內從肺進入血液并到達大腦。雖然每支香煙平均只有1-3毫克尼古丁，但已足以讓人腦產生長期變化。尼古丁導致大腦分泌更多多巴胺，這也解釋了吸煙為什么能刺激產生愉悅感的原因。大腦中多巴胺水平的影響與安非他明和興奮劑的作用很類似，因此吸煙的效果與使用可卡因等藥物有些相似。
當尼古丁與多巴胺受體相互作用時，大腦會開始產生更多多巴胺作為對尼古丁的回應，這會導致大腦減少自然多巴胺的分泌。這一器官會逐漸變成只對香煙等藥物產生反應而分泌這種信息傳遞素，而不是對自然功能做出反應。雖然這一過程發生的很快，但在戒斷尼古丁后需要很長時間才能徹底解除對煙草的依賴習慣。
尼古丁和多巴胺與人腦玩了一個惡作劇。在尼古丁首次引入身體時，大腦仍然會自然產生多巴胺，但分泌的數量會高于往常。這反過來會導致大腦產生更多多巴胺受體應對多出來的多巴胺，使大腦對尼古丁和多巴胺變的更加敏感。
尼古丁和多巴胺的結合是造成吸煙上癮和戒斷反應的主要原因。只在特定情況下分泌多巴胺和增加受體數量的大腦變化會導致吸煙者需要頻繁抽煙才能保持正常感覺。再加上尼古丁的影響在幾十分鐘后會消失，因此使戒煙變的很困難。
