El tabaco contiene una variedad de alcaloides. Además del componente principal nicotina (que contiene entre un 2% y un 8%), también contiene desmetilnicotina (nornicotina), pseudoequisetina (neonicotina) y al menos siete trazas de alcaloides. La nicotina es una base nitrogenada compuesta de dos compuestos heterocíclicos, piridina y pirrol. El producto puro es un líquido aceitoso incoloro con un punto de ebullición de 246 grados. Tiene rotación óptica (rotación a la izquierda) y es soluble en agua y muchos disolventes orgánicos.
La nicotina suele existir en las plantas en forma de sales con ácidos orgánicos como el ácido cítrico y el ácido málico. Durante la extracción, el tabaco a menudo se puede calentar con una solución inorgánica de ácido fuerte y luego neutralizar con álcali para liberar nicotina. Luego se extrae con un disolvente orgánico y el disolvente se evapora para obtener nicotina. Debido a su volatilidad, se puede extraer mediante destilación al vapor.
Además, debido a que la nicotina es un líquido, es difícil de separar y purificar. Por lo tanto, la nicotina a menudo reacciona con ácido pícrico para formar cristales de sal de ácido dipícrico de nicotina para facilitar su manipulación.