Dowody dostarczone przez badania naukowe sugerują, że istnieją różne powiązania między nikotyną a depresją. Jedna grupa badaczy ustaliła możliwy związek między używaniem nikotyny przez nastolatków a depresją dorosłych, zjawiskiem, które może wynikać z ekspozycji jeszcze nie w pełni rozwiniętego mózgu nastolatka na działanie substancji chemicznych zawartych w nikotynie. Paradoksalnie, inne badanie sugeruje, że ze względu na swoją zdolność do stymulowania neuroprzekaźników w mózgu, nikotyna może być użyteczna w leczeniu depresji dorosłych. Co więcej, istnieje uznany związek między odstawieniem nikotyny a depresją, który jest prawdopodobnie zakorzeniony zarówno w fizycznych, jak i psychologicznych skutkach zaprzestania nikotyny.
Badanie z 2009 roku przeprowadzone na szczurach laboratoryjnych sugeruje, że używanie nikotyny przez nastolatków może prowadzić do depresji w wieku dorosłym. Podczas tego badania dorastającym szczurom wstrzykiwano roztwór nikotyny przez okres dwóch tygodni. Później zaobserwowano, że przejawiają przygnębione reakcje, gdy znajdują się w stresujących sytuacjach. Co ciekawe, dorosłe szczury, którym wstrzyknięto roztwór nikotyny, nie wykazywały oznak depresji, gdy znajdowały się w tych samych stresujących sytuacjach, co zwierzęta, którym wstrzyknięto w okresie dojrzewania. Chociaż zjawisko to nie jest jeszcze w pełni zrozumiałe, naukowcy sugerują, że ponieważ dorastający mózg nie osiągnął jeszcze dojrzałości, może być bardziej podatny na uszkodzenia przez substancje chemiczne zawarte w nikotynie.
Z drugiej strony małe badanie z 2006 roku sugeruje, że nikotyna może być rzeczywiście przydatna w leczeniu depresji u dorosłych. Podczas tego badania połowa grupy niepalących osób cierpiących na depresję nosiła plaster nikotynowy, podczas gdy druga połowa nosiła plaster placebo. Po ośmiu dniach osoby, które nosiły plaster nikotynowy, zgłosiły, że ich objawy depresji zmniejszyły się. Uważa się, że efekt ten może wynikać z tendencji nikotyny do stymulowania uwalniania w mózgu neuroprzekaźników „dobrego samopoczucia”, takich jak serotonina. Naukowcy zaangażowani w to badanie nie popierają stosowania szkodliwych wyrobów tytoniowych zawierających nikotynę, ale optymistycznie patrzą na możliwość opracowania leku farmaceutycznego, który izoluje właściwości nikotyny łagodzące depresję.
Wreszcie, istnieje od dawna znany związek między odstawieniem nikotyny a depresją. Depresja wynikająca z zaprzestania palenia jest prawdopodobnie spowodowana zarówno zmniejszoną aktywnością neuroprzekaźników, jak i psychologicznymi skutkami porzucenia nałogu, który wielu użytkowników tytoniu kojarzy z przyjemnością, komfortem i spokojem. Ten szczególny związek między nikotyną a depresją może trwać tylko do czasu, gdy dana osoba przyzwyczai się do życia bez tytoniu. Jednak w rzadkich przypadkach były użytkownik nikotyny może potrzebować stałego profesjonalnego wsparcia w radzeniu sobie z depresją.