As causas do cancro do pulmão são múltiplas, mas a causa mais reconhecida e importante é o tabagismo. O risco de cancro do pulmão devido ao tabaco está relacionado com a quantidade de cigarros fumados, o número de anos fumados, o tipo de cigarros fumados, e a idade em que se começou a fumar. A incidência de cancro do pulmão em fumadores é 8 a 20 vezes maior do que em não fumadores. O risco relativo de cancro do pulmão de pequenas células por fumar é de 17,5 para o cancro do pulmão de células não pequenas e de 6,7 para o cancro do pulmão de células não pequenas. Existe uma relação positiva entre a quantidade de fumo e o risco de cancro do pulmão; o fumo de 10-20 cigarros por dia a longo prazo está associado a uma incidência de 15% de cancro do pulmão; fumar 21-40 cigarros por dia está associado a uma incidência de 28% de cancro do pulmão; e fumar mais de 40 cigarros por dia está associado a uma incidência de 68% de cancro do pulmão. O risco de cancro do pulmão ainda é de 94,4% quando se deixa de fumar durante 1 ano, 85,2% quando se deixa de fumar durante 2-3 anos, 56,1% quando se deixa de fumar durante 4-9 anos, 39,3% quando se deixa de fumar durante 10-15 anos, e 5,3% mesmo quando se deixa de fumar durante 16 anos. Os principais produtos químicos cancerígenos no tabaco são as nitrosaminas. A Agência Internacional de Investigação do Cancro (IARC) realizou um estudo abrangente baseado em recentes descobertas epidemiológicas de todo o mundo e determinou que o tabaco é um carcinogéneo humano definido. O aumento da incidência de cancro do pulmão devido ao tabagismo passivo tem recebido uma atenção generalizada. Verificou-se que embora os fumadores passivos inalem as correntes laterais da combustão do cigarro, o ar que passa pelas correntes laterais é menor, a combustão é incompleta e a temperatura é mais baixa, o que é adequado para a formação de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos cancerígenos, pelo que o conteúdo é mais elevado do que o das correntes centrais.