烟草烟雾中含有超过7000种化学物质，其中至少有70种是已知的致癌物质，如苯并芘、亚硝胺、甲醛等。
吸烟时，这些有害物质可以损伤肺部细胞的DNA，导致基因突变。这些突变可能引发细胞不受控制地增长，最终形成肿瘤。
吸烟导致的DNA损伤是长期累积的。吸烟时间越长，吸烟量越大，损伤累积越多，患肺癌的风险也就越高。
吸烟不仅与非小细胞肺癌（NSCLC）有关，还与小细胞肺癌（SCLC）有关。小细胞肺癌是一种侵袭性更强、生长更快的肺癌类型，吸烟者中较为常见。
研究表明，吸烟者患肺癌的风险是非吸烟者的15-30倍。戒烟后，随着时间的推移，患肺癌的风险会逐渐降低。
除了主动吸烟，被动吸烟（吸入二手烟）也会增加患肺癌的风险。
除了肺癌，吸烟还与其他多种癌症（如口腔癌、喉癌、食管癌、胰腺癌等）以及心血管疾病、慢性阻塞性肺病等疾病有关。