Tabák obsahuje různé alkaloidy. Kromě hlavní složky nikotinu (s obsahem 2 % až 8 %) obsahuje také demethylnikotin (nornikotin), pseudoequisetin (neonicotin) a minimálně sedm A stopových množství alkaloidů. Nikotin je dusíkatá báze složená ze dvou heterocyklických sloučenin, pyridinu a pyrrolu. Čistý produkt je bezbarvá olejovitá kapalina s bodem varu 246 stupňů. Má optickou rotaci (levotočivou rotaci) a je rozpustný ve vodě a mnoha organických rozpouštědlech.
Nikotin se v rostlinách často vyskytuje jako soli s organickými kyselinami, jako je kyselina citrónová a kyselina jablečná. Během extrakce lze tabák často zahřívat roztokem anorganické silné kyseliny a poté neutralizovat alkálií na volný nikotin. Poté se extrahuje organickým rozpouštědlem a rozpouštědlo se odpaří, čímž se získá nikotin. Vzhledem k jeho těkavosti může být extrahován parní destilací.
Kromě toho, protože nikotin je kapalina, je obtížné jej oddělit a vyčistit. Proto nikotin často reaguje s kyselinou pikrovou za vzniku krystalů soli kyseliny nikotinu dipikrové pro snadnou manipulaci.