يحتوي التبغ على مجموعة متنوعة من القلويدات. بالإضافة إلى المكون الرئيسي النيكوتين (الذي يحتوي على 2% إلى 8%)، فإنه يحتوي أيضًا على ديميثيل نيكوتين (نورنيكوتين)، وسودوكويستين (نيونيكوتين) وما لا يقل عن سبعة كمية ضئيلة من القلويدات. النيكوتين عبارة عن قاعدة نيتروجينية تتكون من مركبين حلقيين غير متجانسين، البيريدين والبيرول. المنتج النقي هو سائل زيتي عديم اللون، درجة غليانه 246 درجة. له دوران بصري (دوران أعسر) وقابل للذوبان في الماء والعديد من المذيبات العضوية.
يوجد النيكوتين غالبًا في النباتات على شكل أملاح تحتوي على أحماض عضوية مثل حامض الستريك وحمض الماليك. أثناء عملية الاستخراج، يمكن في كثير من الأحيان تسخين التبغ بمحلول حمضي قوي غير عضوي ثم معادلة قلوياته لتحرير النيكوتين. ثم يتم استخلاصه بمذيب عضوي، ويتم تبخير المذيب للحصول على النيكوتين. وبسبب تقلبه، يمكن استخلاصه عن طريق التقطير بالبخار.
بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن النيكوتين سائل، فمن الصعب فصله وتنقيته. لذلك، غالبًا ما يتفاعل النيكوتين مع حمض البكريك لتكوين بلورات ملح حمض البكريك النيكوتين لسهولة التعامل معه.