Der findes ca. 3.900 forskellige kemiske forbindelser i røgen. De fleste er dannet ved forbrændingsprocessen, men der er også mange stoffer i tobakken og papiret. Der er ligeledes tilsat en del stoffer, som skal give smag eller forbedre effekten af cigaretten. Ved forbrændingen er der flere af stofferne, der bliver helt eller delvist nedbrudt til andre stoffer. Mange stoffer reagerer med hinanden og danner nye stoffer.

Røgen fra cigaretterne deles i to strømme: Sidestrømmen, som ofte dannes, når der ikke suges på cigaretten - og hovedstrømmen, som trækkes igennem cigaretten og ind i munden, når der suges. Ved hovedstrømmen, hvor rygere suger luft igennem cigaretten, stiger temperaturen i gløden, og sammensætningen af røgen ændres med temperaturen.

Tobaksrøgen i hovedstrømmen består af 87% i en gasfase, 8% i en kondenserbar gas-dampfase og 5% partikelfase. Det meste af gasfasen består af gasser fra den atmosfæriske luft, hvorfor gasfasen udgør en stor bestanddel af hovedstrømmen.