Nikotiini suurina annoksina toimii tehokkaana hermomyrkkynä ja sillä voi olla useita mahdollisesti haitallisia sivuvaikutuksia. Se on fyysisesti erittäin koukuttava, vaikka arviot riippuvuuden tarkasta asteesta vaihtelevat villisti hyvin alhaisista tasoista sankaritarin tai kokaiinin vastaisiin. Jos se otetaan suurina annoksina – suurempia kuin melkein kukaan todennäköisesti saavuttaa tupakoimalla – se voi aiheuttaa voimakasta pahoinvointia tai oksentelua. Pieninä annoksina se voi nostaa verenpainetta, mikä voi osoittautua haitalliseksi tai erittäin harvinaisissa tapauksissa hengenvaaralliseksi niille, joilla on vaarallisia sydänsairauksia.
Useat viimeaikaiset tutkimukset ovat yhdistäneet nikotiinin vahvasti erilaisiin syöpiin. Tämä tarkoittaa sitä, että tupakan aiheuttaman tervan aiheuttamien syöpäriskien lisäksi kemikaali itsessään lisää tupakoitsijan mahdollisuuksia sairastua syöpään. Se tarkoittaa myös sitä, että jopa ne, jotka käyttävät laastareita ja ikeniä, lisäävät todennäköisyyttä sairastua syöpään. Tämän linkin uskotaan johtuvan kemikaalin ominaisuudesta, joka hidastaa kehon kykyä irrottaa vaurioituneet solut ja antaa syöpäsoluille enemmän aikaa kehittyä.
Tappava annos nikotiinia 150 kilon (68 kg) miehelle on 60 mg. Tämä on vähemmän kuin sekä arseeni että strykniini. Amerikkalaiset savukkeet sisältävät noin 9 mg kutakin (verrattuna 19 mg: aan esimerkiksi Uuden -Seelannin savukkeessa), mutta polttamisen jälkeen vain noin 1 mg pääsee kehoon koko savukkeen polttamisen aikana. Vaikka tämä johtaa määriin, jotka ovat selvästi alle tappavan annoksen, ajan mittaan tämä myrkky voi heikentää immuunijärjestelmää ja aiheuttaa väsymystä ja muita pieniä sairauksia.
Paljon enemmän pääsee kehoon purutupakan ja monien laastareiden ja ikenien kautta kuin tupakoimalla; nikotiinipitoisuuksia on seurattava käytettäessä näitä maksumenetelmiä. Vaikka ikenillä ja laastareilla on enimmäissuositukset, tupakan pureskelijoiden on oltava tietoisia siitä, kuinka paljon kemikaalia he lähettävät suoraan verenkiertoonsa. Keskimäärin puristettu pureskelu, joka pidetään poskessa puolen tunnin ajan, tuottaa yhtä paljon kuin kolmen tai neljän savukkeen polttaminen.
Nikotiini on myös erittäin voimakas hyönteismyrkky, jota käytetään luonnollisena vaihtoehtona kemiallisille tuholaistorjunta -aineille. Useimmissa markkinoilla olevissa muodoissa se sisältää 40% puhdasta nikotiinisulfaattia, sekoitettuna veteen ja suihkuttamalla kasveille. Kun sitä käytetään lämpimällä säällä, se tarjoaa optimaaliset tulokset, hajoaa nopeasti myrkyttömälle tasolle ja mahdollistaa laajan käytön elintarvikekasveissa jopa hyvin sadonkorjuun aikana.