數千種化學物質組成的菸雲
菸草燃燒時，釋放的不是一種毒物，而是數千種。香菸菸霧含有超過7,000種化學物質，其中數十種已知會致癌。尼古丁是讓吸菸成癮的成分，但真正對肺造成大部分長期損害的，是伴隨它的焦油、細顆粒、氧化性氣體和一氧化碳。
每一口菸都把這種混合物送入下呼吸道深處，一直到達進行氣體交換的肺泡。肺有良好的防禦機制，但它們的設計是為了應對偶爾的粉塵和病菌——而不是可能持續數十年的每日化學轟炸。
三條損害路線
肺的第一道防線是黏液纖毛扶梯：一層名為纖毛的細小毛髮，把黏液和被困住的顆粒向上、向外清掃。菸霧會先麻痺、再破壞這些纖毛，扶梯就此癱瘓。身體的反應是分泌更多黏液，卻再也無法清除——這就是慢性支氣管炎那種濕潤、刺耳的咳嗽。
在更深處，菸霧引發慢性發炎，慢慢消化肺泡之間的壁。這就是肺氣腫：肺不再是數百萬個有彈性的小氣泡，而是變成更少、更大、鬆垮的空腔，進行氣體交換的表面積更少，把空氣推出去的彈性回縮力也更弱。慢性支氣管炎與肺氣腫合在一起，就構成慢阻肺。
第三條路線是基因層面的。焦油中的致癌物會損害氣道細胞的DNA。大部分損害會被修復，但在多年的暴露中，一些突變逃過修復並不斷累積，提高了肺癌的風險。約每10例肺癌死亡中就有8例與吸菸有關。
衡量劑量：包年
醫生用包年來估算一生的菸霧暴露量。它是一種簡單的方法，同時反映一個人吸了多少、吸了多久，有助於預測風險並指導篩查決策。
Pack-years = (cigarettes per day / 20) x years smoked Example A: 20/day for 30 years = (20/20) x 30 = 1 x 30 = 30 pack-years Example B: 10/day for 40 years = (10/20) x 40 = 0.5 x 40 = 20 pack-years A 20-pack-year history (Example B) is a common threshold for considering low-dose CT lung screening.