Innenfor sentralnervesystemet påvirker nikotin først og fremst det mesolimbiske dopaminsystemet, som er et nettverk av hjerneregioner involvert i belønning og nytelse. Nikotin virker på nAChR-er i dette systemet, og utløser frigjøring av dopamin, som er assosiert med opplevelser av nytelse og forsterkning. Denne positive forsterkende effekten er det som driver nikotinets vanedannende egenskaper og bidrar til fortsatt bruk av tobakksprodukter til tross for deres negative helsekonsekvenser.
I tillegg til sentralnervesystemet kan nikotin også påvirke nAChRs i andre deler av kroppen, slik som det perifere nervesystemet og de autonome gangliene. Disse effektene inkluderer økende hjertefrekvens, blodtrykk og respirasjonsfrekvens, samt avslappende glatte muskler i luftveiene og fordøyelsessystemet.