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흡연이 건강에 미치는 해로운 작용에 대해서는 오래 전부터 알려져 있었다. 19세기초에 시거와 파이프 흡연이 구강암을 일으킨다는 여러 보고가 나돌았다(→ 담배 생산).

1950년 전까지는 담배흡연이 폐암과 직접적인 관계가 있다는 확증이 없었다. 현재 서양의 대부분의 국가에서 남성들이 암으로 인해 죽는 경우 가운데 가장 흔한 이유가 폐암이다. 흡연은 제2차 세계대전중에 남성들 사이에서 대중적으로 널리 퍼졌다. 폐암은 진행이 느리기 때문에 발생률은 20세기 후반에 증가되리라고 예상되었다.

20세기 후반이 되면서 많은 나라에서 암으로 죽는 남성들의 1/3과 여성의 10％가 흡연 때문에 죽는 것으로 나타났다. 현재 남성들이 흡연을 그만두려는 추세로서 남성흡연자의 비율이 줄고 있다. 그러나 1950, 1960년대에 들어서면서 더 많은 여성들이 흡연하기 시작했고 이는 계속 증가하는 추세이다. 따라서 흡연과 관련된 암으로 죽는 여성의 비율도 증가하고 있다.

일반적으로 담배와 관련되는 암은 흡연습관의 강도에 따라 좌우된다. 즉 흡연해온 기간, 하루에 피우는 담배 개비 수, 담배의 타르 함량, 들이마시는 정도 등과 관계가 있다. 흡연이 일으키는 병은 폐뿐만 아니라 방광·구강·식도 등에도 영향을 미친다. 알려진 바와 같이 이러한 암들을 발생시키는 위험률은 하루에 피우는 담배 개비 수에 따라 증가한다(이는 담배에 노출되는 강도를 측정하는 방법이기도 함). 연구결과에 따르면 다양한 암 발생부위는 각기 다른 담배성분에 영향을 받기도 하지만 흡연강도에 따라 다르다고 알려져 있다. 일반적으로 담배연기와 직접 맞닿는 곳인 폐·구강·후두 등이 가장 불리한 영향을 받는다.

흡연은 심혈관계 질환의 1차적인 위험요인이다. 니코틴은 혈관을 수축시키고 혈압을 올리는 호르몬을 분비하는 작용을 한다는 것이 밝혀졌다. 이 2가지 작용은 심장에 나쁜 영향을 끼친다. 흡연자는 비흡연자보다 혈액 속에 일산화탄소 양이 특히 높게 나타난다. 일산화탄소는 헤모글로빈과 즉각적으로 결합하므로 많은 생리적 효과가 나타난다. 그중 하나는 산소를 운반하는 헤모글로빈의 양이 감소하고 나머지 헤모글로빈은 산소에 대한 친화력이 증가하는 현상이다. 이는 조직에 산소를 공급하는 능력이 줄어든다는 것을 의미한다.

아주 소량의 일산화탄소만 들어가도 관상동맥 환자는 운동능력이 떨어진다는 사실이 알려져 있다. 또한 역학적으로 중요한 증거로서 흡연과 관련된 질병에 있어서 흡연자가 흡연을 중단하면 폐암·관상동맥질환·만성기관지염·폐기종 및 다른 흡연과 관련된 질환의 위험률이 감소한다. 감소하는 속도와 정도는 흡연습관의 기간과 강도에 따라 차이가 있다. 20년 이상을 하루에 20개비씩 흡연한 사람은 담배를 끊은 뒤 암 발생 위험이 감소하기까지는 최소한 3년이 걸린다. 한 번도 흡연해보지 않은 사람의 위험률에 이르려면 10년 이상의 절제기간이 필요하다.