烟碱被吸入人体后，会刺激脑下垂体分泌一种激素，心脏肌肉的细胞遇到这种激素就会使心跳加快，血压升高，增进冠状血管的血液循环，使人精神振奋，增强反应能力，刺激精神活动，增强记忆力。但烟碱刺激了植物神经，会使呼吸机能下降，心脏耗氧量增加，而烟气中的一氧化碳便会夺去大量的血红蛋白，影响血液对氧气的运输。另外烟碱能使人的四肢表面微血管收缩，直接或间接升高血压以及脉搏频率，从而对心脏、血管、消化器官和胃脏产生影响。
尼古丁被吸烟者吸入后，从肺泡进入肺循环，又经左心室进入动脉循环，继而进入脑内。因尼古丁有强大的脂质亲和性，可在脑脂内蓄积，但作用时间较短暂，通过人的肺部等器官被吸收。尼古丁对人的末梢神经系统和中枢神经系统产生作用，由于自律神经受到刺激，引起心跳次数增加，血压上升等。对中枢神经的作用，根据人当时的状态，相应地对精神会起到兴奋作用和镇静作用。给予少量的尼古丁刺激，大脑皮层的清醒度增高，情绪兴奋，寂寞能得到缓解。另一方面，人体吸收尼古丁的量达到一定程度时，会导致自律交感神经系统的活动低下，因而使紧张和不安缓和下来。烟草烟气中含有的烟碱，被确认具有使精神兴奋与镇静两方面的温和作用。就是说，在焦燥或紧张的时候，吸烟可以起到消除此情绪的作用；而在发困或头脑反应迟钝时，吸烟能使头脑清醒。这两方面的作用，被称作"两相性作用"。烟碱的这种作用，可用来调整精神状态。在日常生活中，人们也都有吸烟能消除压力，转变心情的体验。
当然，兴奋是不是纯生理状态，可能从不同的角度会有不同的看法。致使兴奋的方法有两种：精神因素引起的兴奋，尽管它的内容会因不同的价值观而得到不同的评价，但在生理上是基本 "无害的"。依靠某种物质，如烟、酒、咖啡等引起的兴奋，无论它的目的是什么，在生理上都是"无益的"。 "烟做文章酒作诗"，这是一句谁都听过的话头。无非是说，抽烟喝酒有提神醒脑的作用，能帮助人创造奇迹。其实这只不过是烟民酒徒们编造的一个美丽的谎言。不过，烟雾中既能看到政治家们的英姿，也能看到文学家们的风采。文学家们的创作，大都喜欢在安静的地方，在夜深人静的时候，翱翔于艺术的空灵之境，烟草似乎最合适不过了。说烟草中的某些成分能烧出作家们的灵感，那自然是没什么道理的，但烟雾中他们的确能达到一种清醒而充实的心理状态。他们中许多人对于戒烟很不以为然，屡戒屡犯者多矣。这是一族最吸引人注意的烟客。
吸烟对人神经的刺激兴奋作用到底有多大是难以测定的。当一个人在其文思窒碍时吸一支烟就变得文思如潮，这样"明显"的例子恐怕不多。思考和写作时因吸烟而使其质量发生变化的事实也没有什么确证。烟草的作用似乎是积相当小的功效渐渐成多而表现出来的，这可算是一种假定。但是。一个人的心理状况很多时候是"自我设计"的，这在很多普及性的读物中都提到过，你"认为"你是愉快的，很快就会真的愉快起来。那么，也完全可以说烟草让你"认为"自己的精神状态已焕然一新，增加了思考获得成功的信心，果然就提高了思维的效率。在一段时间内我们曾习惯于精神状态完全由外界因素决定的观念，这里的偏颇在于忽视了内在因素的调节，而这正是东方传统文化所重视和强调的。在西方现代医学渐渐理解了东方"形"、"神"并重的病因探讨法时，精神和心理的因素得到了重新的评价。这正是可以用来说明烟草在精神和心理方面的作用虽然并没有形诸数据的实证，却被亿万人亲自感受的原因，若不是唯一的原因，也算得上是最重要的原因之一
