Tembakau mengandungi pelbagai alkaloid. Sebagai tambahan kepada komponen utama nikotin (mengandungi 2% hingga 8%), ia juga mengandungi demethylnicotine (nornicotine), pseudoequisetine (neonicotine) dan sekurang-kurangnya tujuh A jumlah surih alkaloid. Nikotin ialah bes nitrogen yang terdiri daripada dua sebatian heterosiklik, piridin dan pirol. Produk tulen ialah cecair berminyak tidak berwarna dengan takat didih 246 darjah . Ia mempunyai putaran optik (putaran tangan kiri) dan larut dalam air dan banyak pelarut organik. ,
Nikotin selalunya wujud dalam tumbuhan sebagai garam dengan asid organik seperti asid sitrik dan asid malik. Semasa pengekstrakan, tembakau selalunya boleh dipanaskan dengan larutan asid kuat tak organik dan kemudian dineutralkan dengan alkali kepada nikotin bebas. Kemudian ia diekstrak dengan pelarut organik, dan pelarut disejat untuk mendapatkan nikotin. Kerana kemeruapannya, ia boleh diekstrak dengan penyulingan wap. ,
Di samping itu, kerana nikotin adalah cecair, sukar untuk diasingkan dan disucikan. Oleh itu, nikotin sering bertindak balas dengan asid picric untuk membentuk kristal garam asid dipicric nikotin untuk pengendalian yang mudah.