Le tabac contient une variété d'alcaloïdes. En plus du composant principal, la nicotine (contenant 2 à 8 %), il contient également de la déméthylnicotine (nornicotine), de la pseudoéquisétine (néonicotine) et au moins sept traces d'alcaloïdes. La nicotine est une base azotée composée de deux composés hétérocycliques, la pyridine et le pyrrole. Le produit pur est un liquide huileux incolore avec un point d'ébullition de 246 degrés. Il possède une rotation optique (rotation à gauche) et est soluble dans l’eau et dans de nombreux solvants organiques.
La nicotine existe souvent dans les plantes sous forme de sels avec des acides organiques tels que l'acide citrique et l'acide malique. Pendant l'extraction, le tabac peut souvent être chauffé avec une solution d'acide fort inorganique, puis neutralisé avec un alcali pour libérer la nicotine. Ensuite, il est extrait avec un solvant organique et le solvant est évaporé pour obtenir la nicotine. En raison de sa volatilité, il peut être extrait par distillation à la vapeur.
De plus, la nicotine étant un liquide, elle est difficile à séparer et à purifier. Par conséquent, la nicotine réagit souvent avec l’acide picrique pour former des cristaux de sel d’acide dipicrique de nicotine pour une manipulation facile.