ใบใบยาสูบพบสารอัลคาลอยด์ นิโคติน (Nicotine) C10 H14 N2 อยู่ประมาณ 0.6-9% ซึ่งสารอัลคาลอยด์พวก Pyridine นี้จะมีลักษณะเป็น oily, volatile liquid ทำให้ไม่มีสีแล้วกลายเป็นสีเหลือง ถ้าหากถูกอากาศจะเป็นสีน้ำตาล หากนำมาสูดดมเข้าไปจะไปกัดเนื้อเยื่อในจมูก มีกลิ่นเผ็ดร้อน แต่ก็ยังมีสารที่ทำให้มีลิ่นหอมที่ชื่อว่า Nicrotranin หรือ Tabacco camphor โดยสารชนิดนี้จะเกิดก็ต่อเมื่อนำมาใบยามาบ่ม

จากรายงานของสถาบันมะเร็งแห่งชาติ ระบุว่า โดยเฉลี่ยแล้วในใบยาสูบทำบุหรี่จะมีปริมาณของสารนิโคตินอยู่ 20 มิลลิกรัม ยาเส้นใช้กล้องสูบมี 25 มิลลิกรัม และใบยาที่ทำให้ซิการ์จะมีนิโคนตินอยู่ 100 มิลลิกรัม รวมไปถึงสารประกอบอื่น ๆ อีกด้วย