A nicotina é o maior constituinte das folhas do tabaco e seu principal metabólito é a cotinina. A meia-vida da cotinina é de até 20 horas, enquanto a da nicotina é de cerca de 2 horas. Por ser o metabólito mais abundante da nicotina, apresentar meia-vida mais longa e maior estabilidade, a cotinina é considerada o biomarcador mais adequado para avaliar a exposição ao tabaco. Embora a cotinina seja o marcador de escolha, é interessante analisar também as concentrações de nicotina na amostra, pois a deleção total do alelo do gene CYP2D6 diminui sua metabolização a cotinina. Nestes casos, a determinação dos níveis de nicotina seria mais indicada do que a determinação da cotinina. Outros biomarcadores propostos para estimar a exposição à fumaça do cigarro, como carboxi-hemoglobina e tiocianato, podem ser influenciados por outras fontes ambientais de exposição, enquanto a cotinina é considerada um marcador específico. Além disso, as concentrações de cotinina são menos dependentes do tempo decorrido desde o último cigarro fumado que a carboxi-hemoglobina, devido a sua meia-vida mais longa. A urina é o tipo de amostra mais frequentemente utilizado para a dosagem de cotinina devido à facilidade de coleta e por apresentar concentrações mais altas que outras matrizes biológicas.