Тютюнът съдържа различни алкалоиди. В допълнение към основния компонент никотин (съдържащ 2% до 8%), той също така съдържа деметилникотин (норникотин), псевдоеквизетин (неоникотин) и най-малко седем следи от алкалоиди. Никотинът е азотна основа, съставена от две хетероциклични съединения, пиридин и пирол. Чистият продукт е безцветна маслена течност с точка на кипене 246 градуса. Има оптично въртене (ляво въртене) и е разтворим във вода и много органични разтворители.
Никотинът често съществува в растенията като соли с органични киселини като лимонена киселина и ябълчена киселина. По време на екстракцията тютюнът често може да се нагрява с неорганичен разтвор на силна киселина и след това да се неутрализира с основа, за да се освободи никотин. След това се екстрахира с органичен разтворител и разтворителят се изпарява, за да се получи никотин. Поради своята летливост може да се извлече чрез парна дестилация.
Освен това, тъй като никотинът е течност, той трудно се отделя и пречиства. Следователно, никотинът често реагира с пикринова киселина, за да образува кристали на сол на никотин и дипикринова киселина за лесно боравене.