研究发现，非吸烟者吸入的侧流烟气中所含的许多有毒物质浓度比吸烟者吸入的主流烟气要高得多，比如尼古丁、一氧化碳和氨气等。因此，尽管非吸烟者吸入的烟量较小，但吸入的毒素却比吸烟者多。一氧化碳就能很好地说明这一点，非吸烟者在侧流烟气中吸入的一氧化碳量是主流烟的3倍。

    在封闭的空间内，一氧化碳不会在空气中沉淀，也不会被大多数标准的空气过滤系统清除。

    在一个充满香烟烟雾的环境，一氧化碳的水平会减少冠心病人引发心绞痛所需要的运动持续时问。一氧化碳也会减少缺氧慢性肺病(这种疾病是指人体组织里的氧气已经降到所需要的生理水平以下)病人感到呼吸困难的运动时间。

    研究人员对非吸烟者在烟雾缭绕的环境中所吸收的一氧化碳总量做过测试，发现一氧化碳会导致血液中碳氧血红蛋白含量的升高。其他研究人员发现45％的非吸烟捐血者的碳氧血红蛋白含量超过《清洁空气法案质量标准》。这个一氧化碳体内积存总量标准根据可能接触到的吸烟烟雾、工业污染、汽车尾气和其他环境因素而设立。

    一氧化碳对血红素的亲和力是氧气的230倍，能通过血液破坏氧气运输。一氧化碳在人体内与氧气竞争血红素的结合部位。另外，一氧化碳还增加剩余血红素对氧气的亲和力。一氧化碳黏合在其他含血红素的色素上面，尤其是肌红蛋白。在如心肌之类的组织里面，这些特征可能非常重要，因为它们需要大量氧气和肌红蛋白。对于心血管储备有限的人，血管携氧能力出现任何减弱迹象，可能都显得非常重要。

    香烟烟雾中存在的二甲基亚硝胺属于致癌化合物。研究人员在烟雾缭绕的小封闭空间内对这些物质进行检测，比如火车餐车车厢。结果发现，非吸烟者在餐车逗留一小时左右所吸入的二甲基亚硝胺的数量相当于5～30根香烟的主流烟量。

    尼古丁与大气中的一氧化碳不同，不管是否通风，都会在空气中沉淀下来。人体吸收尼古丁，可能会成为诱发动脉粥样硬化心血管疾病的因素。研究人员通过分析潜水艇工作人员的尼古丁尿排泄物及其主要代谢物可替宁，来检测非吸烟者的尼古丁吸收情况。尽管潜水艇的空气中尼古丁和可替宁含量很低，但非吸烟者排泄出的尼古丁和可替宁的量仍很低。

    在烟气熏天的餐厅进行检测，发现香烟烟雾里还存在苯并芘这种致癌化合物。所发现的这些物质有可能部分米自厨房油烟，比如高温烹炸所产生的油烟。有时甚至在室外也能闻到这种从餐厅里飘出来的烟味。

    在另外一项研究中，在飞机内部空气中检测到了含量较低的苯并芘。该检测是在颁布禁烟政策之前进行的。

    香烟烟雾里的丙烯醛、乙醛和许多其他物质都会刺激眼睛和喉咙，增加健康风险。随着研究的进一步发展，有害物质的名单会越列越长。