烟气中的化学成分来源于烟叶化学成分的燃烧裂解及干馏，Dube和Gree（1982）研究表明，烟叶和烟气中共有5289种化学成分，其中烟叶中独有1414种化学成分，烟气中独有2740种化学成分，烟叶和烟气共有化学成分1135种。
而据报道，烟叶中鉴定出的成分有3800种，烟气中鉴定出的成分达4800种。其中烟气中焦油的0.6％、烟气自由基、农药残留等毒性和诱变性强，对人体有害。按来源分，则可以分为烟叶本身固有的化学成分及其裂解产物，如烟碱为烟草特有的化学物质，对心脏有刺激作用；烟叶纤维素、蛋白质、烃类高温裂解的产物稠环芳烃、挥发性醛类、酚类、氰化氢等具有致癌、诱癌作用；这些物质的前体，有些既是烟叶、烟气中的有害化学成分的来源，又是烟叶香味吃味的重要组成物质，不能无限制地降低。
另一类来源于烟草生产环境及生产物资，如土壤、大气、灌溉水、肥料、农药等，如来源于土壤的放射性元素、重金属无疑有损吸烟者的健康，农药残留不利于人体健康，烟气中硝酸盐产物亚硝胺类有致癌作用。水，二氧化碳，一氧化碳，硫酸、硫化氢，一氧化氮，二氧化氮，乙烯，臭氧，醛类，煤烟，烃类、有机废物、无机废物、放射性物质及重金属等在小范围内明显影响烟草的生产和质量，并增加焦油的含量和成分。
影响烟叶安全性的主要化学污染物质有来自于土壤、肥料、灌溉水的重金属、放射性元素，来自于农药、土壤的农药残留物，来自于抑芽剂、叶面肥的植物生长调节剂。其他对烟草生长影响较大的污染物质有来自于大气的二氧化硫，来自于土壤、灌溉水的过量氯离子，来自于烟田的地膜、塑料包装等有机废弃物。对于土壤中的有害化学物质可以采取避让的策略，选择无污染或污染程度低的土壤，也要通过深翻减少烟株对有害化学物质的吸收，种植高吸收植物来降低有害化学物质的含量。
对于来自肥料、灌溉水中的有害污染物质，可以通过限制肥料、提高灌溉水的质量来达到目的；对于地膜有机废弃物可以采用可降解地膜或植被覆盖来替代；对于农药残留问题，关键是科学合理地使用允许使用的农药，生物农药部分或全部替代农药，以及手工代替化学抑芽。在目前的科研、生产条件下，通过烟叶产地条件的选择，控制生产物资中有害化学物质的含量，可以使烟叶中这些物质的含量控制在安全范围内，从而提高烟叶安全性，保持烟叶生产环境的洁净，以生产出无污染烤烟。
