Uno degli effetti peggiori della nicotina è quello di agire sull'umore e provocare la dipendenza. La dipendenza fisica determinata dalla nicotina sulle cellule cerebrali è quasi immediata: raggiunge il cervello dopo dieci secondi dalla prima boccata. Accendersi una sigaretta diventa così un gesto inconsapevole, quasi automatico: il fumatore comprende così di non essere più capace di smettere. Legata alla dipendenza è la crisi di astinenza. Questa si manifesta con il forte desiderio di fumare, irritabilità, insonnia e difficoltà di concentrazione. Altri sintomi sono senso di frustrazione, depressione dell'umore, stato di agitazione continua, aumento dell'appetito, riduzione della frequenza del battito cardiaco, sudorazione, aumento della tosse, formicolio agli arti. Sembra che la crisi di astinenza sia dovuta al fatto che la nicotina, a lungo andare, blocca e rende inattivi i recettori alfa 2 della noradrenalina, per cui in caso di sospensione questi recettori verrebbero improvvisamente riattivati provocando sensazioni di malessere, ansia e difficoltà di concentrazione. La stessa provoca anche tolleranza: l'organismo si abitua alla sua presenza per cui chiede l'aumento progressivo delle dosi. Ciò è dovuto al fatto che nei soggetti fumatori aumentano i recettori nicotinici a livello del cervello.