З продуктів тютюнового диму на серцево-судинну систему особливо шкідливо діють нікотин і окис вуглецю. Нікотин діє на вегетативну нервову систему й насамперед на її симпатичний відділ, прискорюючи діяльність серця, звужуючи кровоносні судини, підвищуючи артеріальний тиск.
Основна роль еритроцитів - транспортування кисню. Цю функцію виконує гемоглобін, що входить до складу еритроцитів. Під час проходження крові крізь легені гемоглобін сприймає кисень, що надійшов у легені при вдиху, і доставляє його до всіх органів і тканин, забезпечуючи їх потребу в ньому. Оксид вуглецю, що надходить у легені курця, легко сполучається з гемоглобіном, при цьому утворюється карбоксигемоглобін, що не здатний до переносу кисню. Нікотин викликає спазми судин, що тривають 30-40 хвилин після припинення паління. Коли людина випалює кожні 30 хвилин нову цигарку, судини перебувають у стані спазму, унаслідок чого зменшується приплив крові до шкіри, знижується її температура. Нікотин впливає на роботу серця. За даними медичного дослідження, частота пульсу під час паління на 10-18 ударів за хвилину більша. У курця частота пульсу вища, ніж у некурця.
За добу серце курців робить близько 10-15 тис. зайвих скорочень. При систематичному палінні судини серця звужені, знижене надходження кисню в серцевий м'яз, що призводить до його хронічної перевтоми.
Нікотин викликає підвищення артеріального тиску. Одна випалена цигарка підвищує короткочасний тиск близько на 10 мм рт. ст. Наслідком паління є ішемічна хвороба серця, що пов'язано з недостатнім кровопостачанням серцевого м'яза. Раннім виявом
її є стенокардія. Ознаки: загрудний біль, що віддає в ліву руку й лопатку, шию й нижню щелепу, з'являється почуття тривоги, серцебиття, пітливість, збліднення. Серцевий напад може статися під час фізичного навантаження чи стресу. Дослідження свідчать, що паління активізує процеси згортання крові, що призводить до виникнення тромбозу в різних судинах.