La evidencia proporcionada por estudios científicos sugiere que existen varias conexiones entre la nicotina y la depresión. Un grupo de investigadores ha establecido un posible vínculo entre el uso de nicotina en los adolescentes y la depresión en los adultos, un fenómeno que puede surgir de la exposición del cerebro adolescente aún no completamente desarrollado a las sustancias químicas contenidas en la nicotina. Paradójicamente, otro estudio sugiere que, debido a su capacidad para estimular los neurotransmisores del cerebro, la nicotina puede ser útil para tratar la depresión en adultos. Además, existe un vínculo reconocido entre la abstinencia de la nicotina y la depresión, que probablemente tenga sus raíces en los efectos físicos y psicológicos del cese de la nicotina.
Un estudio de 2009 realizado en ratas de laboratorio sugiere que el uso de nicotina en adolescentes puede provocar depresión en la edad adulta. Durante este estudio, se inyectó a ratas adolescentes una solución de nicotina durante un período de dos semanas. Más tarde se observó que mostraban reacciones depresivas cuando se les colocaba en situaciones estresantes. Curiosamente, las ratas adultas a las que se les inyectó la solución de nicotina no mostraron signos de depresión cuando se las colocó en las mismas situaciones estresantes que los animales inyectados durante la adolescencia. Si bien este fenómeno aún no se comprende completamente, los investigadores han sugerido que, debido a que el cerebro adolescente aún no ha alcanzado la madurez, puede ser más susceptible al daño causado por las sustancias químicas contenidas en la nicotina.
Por otro lado, un pequeño estudio de 2006 sugiere que la nicotina en realidad puede ser útil en el tratamiento de la depresión en adultos. Durante este estudio, la mitad de un grupo de personas que no fumaban y que sufrían de depresión usaban un parche de nicotina, mientras que la otra mitad usaba un parche de placebo. Después de ocho días, las personas que habían estado usando el parche de nicotina informaron que sus síntomas de depresión habían disminuido en severidad. Se cree que este efecto puede deberse a la tendencia de la nicotina a estimular la liberación de neurotransmisores que «hacen sentirse bien», como la serotonina, en el cerebro. Los investigadores involucrados en este estudio no abogan por el uso de productos de tabaco dañinos que contienen nicotina, pero son optimistas sobre la posibilidad de desarrollar un fármaco que aísle las propiedades de la nicotina para aliviar la depresión.
Por último, existe un vínculo reconocido desde hace mucho tiempo entre la abstinencia de la nicotina y la depresión. La depresión que surge del abandono del tabaco probablemente sea causada tanto por la disminución de la actividad de los neurotransmisores como por los efectos psicológicos de dejar un hábito que muchos consumidores de tabaco asocian con el placer, la comodidad y la calma. Este vínculo particular entre la nicotina y la depresión puede durar solo hasta que una persona se adapte a la vida sin tabaco. Sin embargo, en casos raros, un ex usuario de nicotina puede necesitar apoyo profesional sostenido para controlar la depresión.