Nikotin, seperti zat adiktif lainnya seperti heroin dan kokain, berikatan dengan reseptor seperti kolin nikotinik di otak pusat nikotin, yang mengarah pada peningkatan pelepasan dopamin, yang pada gilirannya membawa rasa tenang dan kesenangan dan memenuhi kebutuhan psikologis.
Pengikatan kompetitif nikotin ke reseptor memungkinkan aktivasi reseptor yang berkepanjangan, desensitisasi reseptor, dan peningkatan regulasi; ketika kadar nikotin turun, hal itu menyebabkan keadaan stres reseptor yang tinggi, yang mengarah pada perilaku mencari obat. Ketika perokok berhenti, berkurangnya kadar nikotin dalam darah mereka, dikombinasikan dengan kebiasaan psikologis dan perilaku, dapat mengakibatkan para perokok yang mencoba berhenti mengeluhkan ketidaknyamanan akibat berhenti merokok, seperti mengidam, mudah tersinggung, tertekan, gugup, mudah marah, depresi, kurang konsentrasi, gangguan tidur, dan gejala lainnya, yang secara medis dikenal sebagai gejala putus zat. Inti dari gejala putus zat adalah ketergantungan nikotin dan ketergantungan psikologis. Gejala putus zat terjadi dalam beberapa jam setelah berhenti.
Namun, gejala putus zat bersifat sementara, dan merupakan penyesuaian fungsi tubuh secara bertahap ke keadaan tidak merokok. Gejala-gejala ini paling parah pada minggu pertama setelah berhenti merokok, dan secara bertahap akan mereda dan menghilang setelah tiga sampai empat minggu.