Alle Phasen der Sucht - von Rausch bis Rückfall, von Kick bis "Craving" (vorübergehendes starkes Nikotinverlangen) - spielen sich primär im gleichen kleinen Hirnareal ab: im so genannten Nucleus Accumbens, dem Belohnungssystem. Die Evolution hat diesem Nervenknoten eine entscheidende Rolle zugeteilt. Er verbindet lebenswichtige Vorgänge wie Essen, Trinken und Sex mit einem Lustgefühl. Dazu schütten die Nervenzellen Botenstoffe aus, vor allem Dopamin. Sämtliche Drogen jedoch stören den Mechanismus so, dass mehr freies Dopamin übrigbleibt:
Nikotin steigert die Ausschüttung;
Kokain blockiert die Wiederaufnahme;
Opiate hemmen Nervenzellen, die die Dopaminmenge begrenzen;
Cannabis benutzt einen anderen körpereigenen Steuerkreis, den es wie mit einem Nachschlüssel starten kann;
Alkohol greift so umfassend in die Steuerung der Neuronen ein, dass ebenfalls mehr Dopamin ausgeschüttet wird.
Dopamin sorgt jedoch nicht selbst für den Kick, sondern setzt gleichsam hinter alle Erlebnisse ein Ausrufezeichen: Das hier, was du gerade tust, dieser Ort, dieser Geschmack, dieser Geruch! - das ist immens wichtig, sagt der Dopaminschub dem Drogennutzer. Das Belohnungszentrum verknüpft die Umstände des Konsums mit der spezifischen Wirkung der Droge.

Nikotin löst also eine wohlige Gefühlskaskade im Belohnungszentrum des Gehirns aus. Eine Zigarette beglückt den Raucher ähnlich wie ein Kuss oder ein gutes Essen. Diese "Belohnung" wird direkt mit der Tätigkeit des Rauchens assoziiert. Der durchschnittliche Raucher mit 7.000 Zigaretten pro Jahr wiederholt ständig seine "Erfahrung", dass Rauchen eine beglückende Tätigkeit ist. Dies prägt sich tief in sein Unterbewusstsein ein, es entsteht ein sogenanntes "Suchtgedächtnis". Dieses Gedächtnis wird aktiv, wenn der Spiegel an wirksamen Substanzen im Belohnungszentrum nachlässt. Oder wenn der Raucher einen anderen rauchen sieht. Dann erwacht wieder das Verlangen nach einer neuen Dosis Nikotin.
Ein weiterer Aspekt ist die Vermehrung der Anzahl von Nikotinrezeptoren bei chronischem Nikotinabusus. Bei Untersuchungen an Gehirnen gestorbener Raucher wurden doppelt so viele Rezeptoren gefunden wie bei Nichtrauchern. Eine Hypothese ist, dass dadurch bei Kettenrauchern besonders viel Dopamin ausgeschüttet wird, was eine intensivierte Reaktion auf das Nikotin zur Folge hat. Allerdings ist das Phänomen reversibel: bei Ex-Rauchern sinkt die Anzahl der Nikotinrezeptoren wieder in den Normbereich. Das Suchtgedächtnis scheint jedoch eine irreversible Komponente aufzuweisen, die die Entwöhnungsschwierigkeiten erklärt.

Mit zunehmender Gewöhnung nimmt die Zahl der Rezeptoren zu, dafür werden sie unempfindlicher. Das Gehirn braucht größere Dosen des Suchtmittels.

Neben dem Nikotineffekt scheinen Frauen stark auf einen möglicherweise geschlechtsspezifischen "Erleichterungskick" zu reagieren. Ein im Dezember 1999 in "Nicotine & Tobacco Research" veröffentlichter Fachartikel erläutert, dass Frauen psychisch nach jenem Gefühl süchtig werden, wenn die Nervosität beim Rauchen abklingt.

Nicotine & Tobacco Research, Volume 1 Number 4 December 1999 Sex differences in nicotine effects and self-administration: review of human and animal evidenceK. A. Perkins, E. Donny, A. R. Caggiula