Il fumo del tabacco e un miscuglio gassoso contenente minute particelle liquide e solide in sospensione e può quindi essere definito un areosol concentrato nel quale si trova disperso materiale corpuscolato di piccolissime dimensioni. Dalla grandezza delle particelle e dalla forza di aspirazione del fumo dipende la deposizione delle particelle stesse : quelle di dimensioni più piccole penetrano profondamente nell'albero respiratorio fino ai bronchioli e agli alveoli, mentre quelle più grandi si fermano nelle prime vie respiratorie.
La composizione chimica del fumo del tabacco è complessa e variabile e dipende dalla qualità del tabacco, dalle lavorazioni cui è stato sottoposto, dal modo in cui viene fumato.
Si deve senz'altro al processo di aspirazione del fumo se la sigaretta è chiamata in causa molto più insistentemente degli altri prodotti del tabacco ( pipa e sigari) nell'etiologia delle malattia dell'apparato cardiovascolare e respiratorio. Il fummo di sigaro e di pipa o non viene ispirato e lo è senz'altro in maniera meno continuativa e intensa del fumo di sigaretta.
Recentemente sono stati isolati circa 12.000 composti di cui circa 3800 componenti sono stati identificati.

Alcune componenti sono presenti in tutti i fumi sia centrali che laterali altri variano da tipo di fumo e da tipo di tabacco.
I principali composti sono : l'ossido di carbonio, l'acido cianidrico, gli ossidi di azoto, le aldeidi, i fenoli, gli alcaloidi ( come la nicotina), l'arsenico, gli elementi radioattivi, gli idrocarburi aromatici.

I componenti del fumo di tabacco non sono tutti preesistenti nelle foglie di tabacco, ma per la massima parte si formano durante la combustione alla temperature che varia dai 600 agli 800 gradi, da altri composti presenti nelle foglie e che sono detti precursori.
La composizione chimica del fumo perciò dipende sostanzialmente da due ordini di fattori; la composizione chimica delle foglie del tabacco e le condizioni della combustione. Entrambi queste elementi sono a loro volta condizionati da molteplici altri fattori. Per quanto concerne la composizione chimica delle foglie sono tenere in particolare considerazione la selezione dei tabacchi e i metodi di coltivazione, i disinfettanti utilizzati, i processi di cura e di concia, l'aggiunta di sostanze a scopo umettante od aromatizzazione.

Per quanto riguarda le condizioni della combustione particolare importanza rivestono la temperatura di combustione, la forza e la durata dell'aspirazione ( che condizionano l'ossigenazione della combustione e indirettamente anche la temperatura della combustione), la lunghezza della sigaretta e del mozzicone, la presenza o meno del filtro e il tipo di filtro che riveste una notevole importanza nella trattenuta di una parte dei costituenti del fumo.
Anche nel fumo che si disperde nell'aria dell'ambiente nel periodo in cui il fumatore non aspira la sigaretta, si trovano gli stessi composti che sono contenuti nel fumo aspirato. Anzi si può dire che per quanto riguarda la nicotina e il catrame totale (catrame è tutto ciò che si deposita facendo raffreddare il fumo o disciogliendolo in adatti solventi e facendo poi evaporare il solvente) i valori presenti nel fumo che va nell'ambiente sono doppi o addirittura quadrupli di quelli presenti nel fumo aspirato; anche l'ossido di carbonio e gli altri gas sono presenti nel fumo dell'ambiente in quantità elevate. Si può pertanto affermare che respirando l'aria contaminata dal fumo di tabacco, a anche il non fumatore può assumere i componenti del fumo in quantità notevoli, anche se non pari a quelle introdotte dal fumatore, che naturalmente assomma alla e sostanze inalate col fumo aspirato anche quelle assunte con fumo respirato.