尼古丁和烟草烟雾中的其它物质立即影响吸烟者和吸入二手烟的人的心血管系统。主动吸烟者在使用烟草20分钟后，心率和血压上升。

当烟雾被动吸入时有类似的效果出现。根据美国疾病预防控制中心，长期的烟雾损害产生了广泛的心脏健康问题，每年导致126,000人死亡（2008年）。

动脉粥样硬化

吸烟可以增加血液中的胆固醇水平，导致动脉斑块的积累，随着时间推移让血管变窄。美国卫生部2010年关于烟草烟雾和疾病的报告指出，这降低的循环系统，带来了身体的许多方面的健康问题。

一个这样的健康问题是外周静脉疾病，其中血流量减少不支持腿部和皮肤的细胞生长，组织死亡，可能需要截肢。烟草使用引起的血管损伤也可引起腹主动脉瘤，动脉隆起，这样可能会破裂而引起死亡。

血块

血管内空间更少，到心脏和大脑的血液流量更少，导致吸烟者更容易受到心肌梗塞和中风。吸烟和二手烟接触使血液中的血小板粘性增强，易发生凝血。

美国心脏协会解释说，血块在血管狭窄空间很容易造成部分或完全阻塞，阻断了血液流向心脏或大脑，可能会导致严重的健康问题，包括心律失常，瘫痪或记忆力减退。完全阻断血流可导致死亡，也就几秒钟的事。

低血氧

烟草使用的另一种可能的应变是肺动脉高压，或肺和心脏之间的高血压。美国心脏协会描述为心肺血管的能力下降，也就是交换氧气和二氧化碳的能力减弱，这是一个重要代谢功能的健康问题。

疾病预防控制中心报告说，氧气含量已经受损的吸烟者，摄取了香烟烟雾中的一氧化碳等气体。这些有毒气体置换了正常从肺转移到血液中的一部分氧气，然后携带它们循环到身体的其它部分。肺动脉的高压也进一步降低氧含量。

戒烟网站jyb8.com指出，由吸烟损坏的心脏可能无法泵送更多的得到氧气血液到更多的细胞。一种称为充血性心脏衰竭导致的病情，可能会严重限制烟草使用者的活动，使身体活动困难或提高劳累，引起心肌梗塞和中风的风险。