卷煙煙氣是多種化合物組成的復雜混合物，截止1988年（據Roberts，1988 Tobacco Reporter報道）已經鑒定出煙氣中的化學成分已達5068種，其中1172種是煙草本身就有的，另外3896種是煙氣中獨有的。
煙氣粒相物的主要化學成分

　　脂肪烴　低分子量的脂肪烴大部分以氣態(tài)形式存在于煙氣中，煙氣粒相物中脂肪烴的分子量要高一些，主要來源是煙葉中C25到C34的蠟質。有人定量分析了煙氣中C12到C33的飽和烴，發(fā)現香料煙煙氣粒相物中的烷烴含量高達1.56%，馬里蘭煙為1.12%，烤煙為0.92%，白肋煙為0.67%。煙氣中的烯烴和炔烴含量比烷烴少，約為粒相物的0.01%。

　　芳香烴　煙氣中的芳香烴以稠環(huán)芳烴居多，它們在煙葉中含量少，大部分是由纖維素、高級烷烴等煙葉成分在燃燒過程中產生的，是煙氣中的主要有害成分。

　　萜類化合物　煙葉中存在不少萜類化合物。如西柏烷類、胡蘿卜素類和賴百當類都屬于萜烯的衍生物。但由于這些物質的分子量較大，直接轉入煙氣的量很少，主要以其降解物及其衍生物的形式存在于煙氣中。煙氣中發(fā)現的有香葉烯、羅勒烯、α-蒎烯等單萜，是煙氣的重要香味成分。　

　　羰基化合物　煙氣中的羰基化合物如紫羅蘭酮、大馬酮、茄尼酮以及檸檬醛、香草醛等，是形成煙氣香味、香氣的重要成分。

　　酚類化合物　卷煙煙氣粒相物中的酚類化合物，主要有莨菪亭、綠原酸、兒茶酚、間苯二酚等，有的是煙葉中原有的，有的則是燃燒中形成的。在這些酚類化合物中以兒茶酚的含量最高。酚類化合物對卷煙的香氣有一定的增強作用，但引起人們更多重視的是對人的呼吸道及其他器官有不良的刺激作用。兒茶酚等還有一定的促癌作用，是煙氣中的有害物質。酚類化合物的主要來源是煙葉中的碳水化合物。

　　有機酸　煙氣中的揮發(fā)酸主要有甲酸、乙酸、丁酸、正戊酸、異戊酸、β-甲基戊酸、正己酸、異己酸等。非揮發(fā)酸主要有棕櫚酸、亞麻酸、亞油酸、油酸和硬脂酸等。還有少量游離氨基酸，如丙氨酸、脯氨酸、甘氨酸等。

　　氮雜環(huán)化合物　氮雜環(huán)化合物主要存在于煙氣粒相物中的堿性部分，而堿性物中最主要的成分就是煙堿。除此之外，煙氣中還有吡啶、吡咯、吡嗪、吲哚、咔唑等許多氮雜環(huán)化合物，是卷煙煙氣中的重要香氣物質。

　　N-亞硝胺　煙氣中的N-亞硝胺種類很多，主要有亞硝基二甲基胺、亞硝基甲基乙基胺，亞硝基吡咯烷和亞硝基哌啶等。一般認為亞硝胺具有誘發(fā)肺癌的作用。

　　金屬元素　煙草中的金屬元素，燃燒后絕大部分殘留在灰分中，但也有極少量（0.01%～4%）進入煙氣，形式有兩種，一種是游離態(tài)金屬和金屬無機鹽，另一種是有機金屬。另外，卷煙紙也是煙氣中金屬元素的一個來源。

煙氣氣相物的主要化學成分

　　在主流煙氣的氣相物中，最主要的有氮、氧、二氧化碳、一氧化碳和氫。這5種氣體約占總氣相物的90%，占總煙氣釋放量的85%左右。除此之外，還有一些其它化學成分。

　　揮發(fā)性烴類　煙氣氣相物中發(fā)現的揮發(fā)性烴類，除脂肪烴以外，還有不少的揮發(fā)性芳香烴。脂肪烴中包括烷烴、烯烴、炔烴和脂環(huán)烴等。芳香烴有苯、甲苯、乙苯、對-二甲苯、聯-二甲苯、鄰-二甲苯和苯乙烯等。

　　揮發(fā)性酯類　已報道的煙氣氣相物中的揮發(fā)性酯類有甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸乙烯酯、丙酸異丙酯、乙酸丁酯、己酸乙酯等。

　　呋喃類　煙氣中的呋喃類化合物是煙草中重要的香味物質，是煙葉非酶棕色化反應的產物。卷煙煙氣中主要有呋喃、2-甲基呋喃、四氫呋喃、2，5-二甲基呋喃等，它們都是重要的煙草香味物質。

　　揮發(fā)性腈類　煙氣氣相物中代表性的揮發(fā)性腈類化合物有丙烯腈、乙腈、丙腈、異丁腈、戊腈、己腈等。這些化合物是在卷煙燃吸過程中形成的，其前體物質是煙草中的N-雜環(huán)化合物，如吡啶、甲基吡嗪等，是這些物質在高溫下裂解生成的。

　　其他揮發(fā)性成分　煙氣氣相物中，還有許多其他揮發(fā)性成分，如氨、一氧化氮、二氧化氮、亞硝酸甲酯、硫化氫、氫氰酸、氯甲烷、甲醇、乙醇、丙醇、異丁醇等。