આધુનિક સંશોધનો દર્શાવે છે કે સંખ્યાબંધ અસરો પેદા કરવાના હેતુસર નિકોટિન મગજ પર કાર્ય કરે છે. ખાસ કરીને, તેના માદક સ્વભાવ માટે એવું જાણવા મળ્યું છે કે નિકોટિન પ્રતિભાવના રસ્તાઓ ખોલી દે છે. આનંદ અને સુખબોધની લાગણીઓને નિયંત્રિત કરતી મગજની પરિભ્રમણ કક્ષાને તે સક્રિય કરે છે. 

ડોપામાઇન મગજની અંદર સમાવિષ્ટ સક્રિય ચાવીરૂપ ન્યુરોટ્રાન્સમિટર્સમાંથી એક છે. સંશોધન દર્શાવે છે કે મગજની રીવોર્ડ સર્કિટમાં ડોપામાઇમનનું પ્રમાણ વધારવાથી, નિકોટિન તીવ્ર માદક ગુણો ધરાવતા રસાયણ તરીકે કાર્ય કરે છે. ઘણાબધા અભ્યાસોમાં તો તેને કોકેઇન અને હેરોઇન કરતાં પણ વધુ માદક દર્શાવવામાં આવ્યું છે, જોકે અકસીર ઇલાજ ન હોય તેવી હઠીલી સારવારોમાં તેની અલગ જ અસર હોય છે. અન્ય ભૌતિક કેફી પદાર્થોની જેમ, નિકોટિન પણ ડોપામાઇન અને અન્ય ઉત્તેજક ન્યુરોટ્રાન્સમિટર્સના ઉત્પાદનનું ડાઉન-રેગ્યુલેશન (ઘટાડો) કરે છે કારણ કે તે સમયે મગજ કૃત્રિમ ઉત્તેજનાથી થતાં નુકસાનના સમતોલન માટે પ્રયત્નશીલ હોય છે. વધુમાં, નિકોટિનિક એસેટીલ્કોલાઇન રીસેપ્ટર્સની સંવેદનશીલતા ત્યારે ઘટે છે. સમતોલન કરવાની આ વ્યવસ્થાને યોગ્ય રાખવા મગજ કેટલાક રીસેપ્ટર્સને અપરેગ્યુલેટ કરે(વધારે) છે.આમ કરીને તે તેની નિયંત્રિત અસરોને અન્ય સમતોલન વ્યવસ્થાઓની પ્રતિક્રિયાના ભાગરૂપે સમતોલન વ્યવસ્થાથી પરિવલિત કરે છે. આની ચોખ્ખી અસરરૂપે પ્રતિક્રિયાના રસ્તાની સંવેદનામાં વધારો થશે. જે પ્રતિક્રિયાના રસ્તાની સંવેદના ઘટાડતાં કોકેઇન અને હેરોઇનથી વિરૂદ્ધ કહી શકાય. મજ્જાતંતુની કોશિકાને લગતો મગજનો આ બદલાવ વ્યસનનું સંચાલન પૂરું થઇ ગયાના મહિનાઓ પછી પણ ચાલુ રહે છે. પ્રતિક્રિયાના રસ્તાની સંવેદનામાં વધારાના લીધે, નિકોટિનથી મુક્તિ એ દારૂ અથવા હેરોઇનની મુક્તિ કરતાં પ્રમાણમાં હળવી હોય છે. નિકોટિનમાં માત્ર માનવો જ નહીં, પરંતુ પશુઓને પણ વ્યસનના ગુલામ બનાવવાની ક્ષમતા છે. ઉંદરોને નિકોટિન આપવામાં આવ્યા બાદ જ્યારે તેને આપવાનું બંધ કરી દેવામાં આવ્યું ત્યારે તેમાં મુક્તિની પ્રતિક્રિયાઓ જોવા મળી હતી. 

એક અભ્યાસ બાદ જાણવા મળ્યું હતું કે, કિશોર ઉંદરોમાં નિકોટિનના વપરાશથી તેમની ડોપામાઇન વ્યવસ્થાનો વિકાસ ખોરવાઇ જાય છે, આ અભ્યાસ પરથી કહી શકાય કે કિશોરાવસ્થામાં માટે આ પદાર્થના દુરૂપયોગનું જોખમ વધે છે. 

ફાર્માકોડાયનેમિક્સ
ગુલામી અને મુક્તિ
પ્રકાશશાસ્ત્રીય પ્રવૃતિ
મનોસક્રિય અસરો