Khoa học thần kinh dành cho trẻ em nói rằng hút thuốc ảnh hưởng đến hệ thần kinh bằng cách gây tăng huyết áp, nhịp tim và hô hấp cũng như co thắt động mạch và kích thích hệ thần kinh trung ương. Tiếp xúc lâu dài với thuốc lá dẫn đến nghiện và phụ thuộc và cũng làm tăng nguy cơ mắc bệnh ung thư của một người.
Khoa học thần kinh cho trẻ em giải thích: Khói thuốc lá có chứa nicotin, chất này bám vào các hạt hắc ín nhỏ và đi đến phổi. Phổi hấp thụ nicotine nhanh chóng, cho phép nicotine đến não khoảng 8 giây sau khi một người hít phải khói thuốc. Nicotine đến hệ thần kinh trung ương trong khoảng 3-5 phút khi nhai thuốc lá. Thuốc lá Mỹ thường bao gồm 9 mg nicotine; tuy nhiên, phần lớn nicotine này bị đốt cháy, khiến người hút thuốc hấp thụ khoảng 1 mg nicotine trong mỗi điếu thuốc.
Khoa học thần kinh dành cho trẻ em cho biết nicotine tác động lên hệ thần kinh trung ương và ngoại vi và nó có thể kích thích hoặc thư giãn tùy thuộc vào tâm trạng và liều lượng của mỗi người. Người hút thuốc trở nên nghiện và phụ thuộc sau khi tiếp xúc lâu dài với thuốc lá và nicotin. Lý thuyết phổ biến về cách nicotine dẫn đến nghiện và phụ thuộc là nicotine ảnh hưởng đến các con đường limbic trong não sử dụng chất dẫn truyền thần kinh dopamine, gây ra một số đặc tính gây nghiện của nó.