관상동맥질환은 흡연자의 경우 비흡연자에 비하여 60∼70% 정도 위험도가 증가된다. 특히 30대 후반에서 50대 전반 사이에 급사의 중요한 원인이 되어 비흡연자에 비하여 약 2∼3배 급사의 빈도가 높다. 여성흡연의 경우 피임제를 동시에 복용하면 피임약 복용을 안하는 비흡연 여성에 비하여 심혈관계 질환의 위험도가 약 10배에 달한다.

흡연이 심장혈관계 질환을 유발시키는 이유는, 심근에 필요한 산소 소비량에 비하여 심근으로 보내는 산소공급량이 줄어들어 심근에 산소부족상태를 초래하기 때문인데, 이로 인해 심근허혈상태가 되고 협심증, 심근경색 등의 증상이 생기게 된다.

흡연에 의한 교감신경 흥분제인 카테콜아민(catecholamine) 등의 증가는 심근의 전기적 자극에 대한 반응을 예민하게 하여 심방세동 등의 부정맥이 쉽게 생기게 하며 혈소판 응집능력을 증가시켜 혈관벽 손상이 있는 부위에 쉽게 혈소판이 생성되고 이들 혈소판에서 강력한 혈관수축제가 분비되어 혈관수축이 되면서 심근의 혈류량을 급격히 감소시킨다.

또한 심장 외에도 말초혈관의 수축 내지는 폐쇄성 병변을 초래하여 폐쇄성 동맥경화증이나 혈전맥관염을 일으켜 말초혈관 순환장애가 나타난다. 진행에 따라 사지절단의 경우에 이르기도 하는데, 혈전맥관염(일명 버거스씨병)은 거의가 흡연자에게 생기며 특히 치료법이 없고 금연만이 일부 환자에게 예방효과가 있다.

담배속에 있는 니코틴의 작용으로 담배를 한 대만 피워도 혈압이 오르고, 맥박이 빨라지며 말초혈관들이 수축한다. 또한 혈소판의 혈액응고 작용을 증가시켜 혈전증을 일으키기 쉽다. 담배 연기속의 일산화탄소의 증가는 헤모글로빈이 메트헤모글로빈이 되어 혈액의 산소공급능력을 저하시키며 약한 빈혈상태가 되어 모든 세포의 기능을 저하시킨다.

담배를 피우면 각종 독성물질에 의하여 나쁜 콜레스테롤(LDL)의 양이 증가되어 동맥경화증을 촉진한다.

위와 같은 현상들이 장기간 지속되면 심근경색에 걸릴 확률이 3배, 뇌경색이 발생할 확률이 2배나 증가된다. 그 이외 혈액순환이 안되어 발끝부터 썩어가는 버거스씨병(Berger's Disease)에 걸리는 경우도 있으며 겨울에 동상에 걸릴 확률도 높아진다.

흡연은 동맥경화를 촉진시킨다.

토끼를 통한 동물실험에 의하면 담배를 흡수시킨 토끼의 동맥벽은 여러가지 물질을 쉽게 통과 시킨다.본래 동맥의 세포는 혈관이 살아가기 위한 영양물질을 섭취하고 필요없게 된 찌꺼기를 버리는 작용을 한다. 그러나 담배를 피우면 그러한 선택력이 없어져 콜레스테롤과 중성지방 등이 혈관벽을 통하여 세포 속까지 들어온다. 보통 혈관의 세포 속으로 이러한 물질이 들어오면 그것을 분해하여 에너지로 활용하는데 지질이 지나치게 많아져 세포 속에 축적되어 버린다. 이처럼 축적된 지방이 죽같이 되어 혈관에 엉겨붙기 때문에 혈관 속이 좁아지는데 이것이 동맥경화 현상이다.

또한 담배에 함유된 니코틴이 체내로 들어오면 교감신경을 자극하여 혈관을 수축시킨다. 따라서 혈압이 올라가므로 혈관벽에 압력이 주어져 혈관 속의 성분이 혈관벽으로 들어가기 쉬워진다.

뿐만 아니라 담배에 함유된 일산화탄소(CO)가 혈액 속으로 들어오면 산소를 운반하는 혈색소(헤모그로빈)와 강력히 결합되어 산소부족 현상이 나타나며 일산화탄소는 다른 물질과 결합, 과산화지질이 되고 그것이 또한 혈관내막의 기능을 쇠퇴시킨다. 따라서 혈관의 탄력성이 없어져 기능이 약화된다.