La nicotina è un composto organico, solubile in acqua, e allo stato puro si presenta in forma liquida e incolore. Presente naturalmente nelle piante di tabacco, fu usato in America come sostanza psicoattiva e utilizzato per riti sciamanici. In Europa invece era definita "droga ricreativa".
Dopo, con le campagne di disinformative delle industrie del tabacco, si pensava che l'astinenza fosse un fattore psicologico dovuta alla suggestione della privazione. Su questa mancanza di consapevolezza e conoscenza, giocarono un ruolo fondamentale le multinazionali del tabacco. Solo alla fine degli anni '70 venne fuori che il fumo di sigaretta portava una forte astinenza e dipendenza.
La dipendenza dalla nicotina appunto e quindi dalle sigarette tradizionali è fisica e psicologica, la mancata assunzione improvvisa della nicotina provoca irrequietezza, stati d'agitazione, ansia e senso di vuoto.
E' studiato inoltre che la dipendenza fisica può diminuire fino a scomparire del tutto tra i 10 e i 30 giorni dall'ultima assunzione; la dipendenza psicologica invece, dovuta alla gestualità, alla manipolazione, alla presenza materiale della sigaretta stessa, e al rifugiarsi dietro di essa per timidezza, insicurezza, o per "compagnia", creano una dipendenza psicologica pericolosa che può durare mesi, anni o addirittura non scomparire mai del tutto, con il rischio di "ricadere" di nuovo e riprendere l'assunzione.

La nicotina è presente, anche nelle patate, nelle piante di pomodoro, peperone, melanzane, ma in quantità minori, tanto da non risultare pericolosa e dipendente. Nei liquidi per le Sigarette Elettroniche, la nicotina è presente facoltativamente e nelle percentuali consentite.

La formula chimica della nicotina è C10H14N2. È una base biterziaria levogira, mentre i suoi sali sono destrogiri.
La molecola della nicotina è chirale; l'enantiomero presente in natura è quello S(–).
La nicotina è solubile in acqua e può essere estratta dalle foglie di tabacco tagliate a pezzi lasciandole in un bicchiere d'acqua per 12 ore. Le soluzioni di nicotina in acqua hanno la particolarità di avere due temperature di consoluzione, una superiore e una inferiore.
Il numero CAS della nicotina è 54-11-5.

Per ossidazione controllata si trasforma in nicotirina. Acido nitrico o permanganato la ossidano, trasformandola in acido nicotinico.
La nicotina deve il suo nome alla pianta del tabacco Nicotiana tabacum che a sua volta deve il suo nome a Jean Nicot, che spedì semi di tabacco dal Portogallo a Parigi nel 1550 e ne promosse l'uso medico.

Il merito di aver isolato la nicotina può essere attribuito a diversi scienziati, che raggiunsero indipendentemente questo risultato. Il primo fu nel 1807 Gaspare Cerioli, seguito nel 1809 da Louis Nicolas Vauquelin e nel 1828 da Karl Ludwig Reimann e Wilhelm Heinrich Posselt. A questi ultimi viene normalmente attribuito il merito della scoperta e in effetti furono i primi a dimostrarne gli effetti tossici sugli animali. La formula chimica della nicotina venne definita nel 1843 da Adolf Pinner. La sua prima sintesi risale al 1904 ad opera di Amé Jules Pictet.
In piccole dosi, la nicotina aumenta il battito cardiaco, la pressione sanguigna. La nicotina aumenta inoltre la capacità di concentrazione, agendo sui recettori cerebrali dell'acetilcolina stimolando i meccanismi dell'attenzione. La nicotina inoltre estende l'effetto positivo delle dopamine sull'umore e provoca un aumento della produzione di beta-endorfine, avendo così un effetto, oltre che stimolante, anche rilassante sull'organismo. In dosi elevate provoca nausea e vomito. La dose letale LD50 è 0,5 - 1 mg/kg per l'uomo e 50 mg/kg per il ratto.

Non appena la nicotina entra in circolo, questa viene rapidamente diffusa dalla circolazione sanguigna, tramite la quale arriva al sistema nervoso, data la sua capacità di attraversare la barriera ematoencefalica. In genere, giunge al cervello in circa sette secondi, dove agisce sui neuro-recettori dell'acetilcolina. A basse concentrazioni aumenta l'attività di questi recettori. La cotinina è un prodotto del metabolismo della nicotina che permane nel sangue fino a 48 ore, può essere per questo usato come indicatore dell'esposizione individuale al fumo.