A lo largo de los años, los estudios epidemiológicos han asociado el fumar con varias enfermedades serias y fatales. Las enfermedades en las que más se han enfocado los estudios, debido a que todas son causa importante de muerte en muchos países, son el cáncer de pulmón, la enfermedad pulmonar obstructiva crónica y la cardiopatía isquémica.
Esos estudios estadísticos reportan, consistentemente, asociaciones muy marcadas entre fumar y el cáncer de pulmón, de tal manera que resulta razonable concluir que fumar es una causa importante del cáncer de pulmón. Las estadísticas reportan una incidencia más alta en grupos que fuman por más tiempo y fuman más cigarrillos por día, tomando el tiempo que las personas han fumado como el factor más importante. Se ha estimado (aunque los estimados varían considerablemente) que alrededor del 10 al 15% de los fumadores de toda la vida padecen cáncer de pulmón, y que de todas las personas que pueden padecer cáncer de pulmón, alrededor del 90% son fumadores. Después de dejar de fumar, los riesgos comienzan a disminuir y el riesgo de contraer cáncer depende del estado de salud de las personas, de la genética y de otros factores. Los niveles de riesgo de un antiguo fumador pueden acercarse a los de un no fumador luego de aproximadamente diez años o más de abstinencia.
La EPOC incluye bronquitis crónica y enfisema. Los estudios estadísticos reportan consistentemente relaciones marcadas entre el fumar y el EPOC, que son similares en magnitud a los riesgos identificados entre el fumar y el cáncer de pulmón. Al igual que el cáncer de pulmón, la incidencia es más alta en grupos que fuman por más tiempo y fuman más cigarrillos por día. Se cree que dejar de fumar disminuye el avance de la enfermedad. Los grupos de antiguos fumadores tienen probabilidades más altas de contraer cáncer que las personas que no han fumado; sin embargo, al dejar de fumar estas probabilidades se reducen.
De acuerdo con las autoridades de salud, fumar es una de las causas de las enfermedades coronarias; sin embargo, están relacionadas con diversos factores, como los altos niveles de colesterol, presión arterial alta, obesidad y sedentarismo, entre otros. Algunos estudios han señalado que el riesgo para las enfermedades del corazón es mayor en grupos de personas que tienen más de uno de estos factores de riesgo (por ejemplo, fumadores que hacen poco ejercicio). Los riesgos relacionados con fumar se reducen relativamente rápido luego de dejar de fumar.
Las autoridades de salud pública advierten que las mujeres embarazadas no deben fumar, y lo han difundido ampliamente. Muchos estudios estadísticos han indicado una relación del peso menor de un recién nacido con si la madre fumó durante el embarazo. Algunos estudios estadísticos han reportado, entre otros factores, relaciones entre fumar durante el embarazo y la mortalidad infantil, nacimientos prematuros, abortos y muertes fetales.
Estudios epidemiológicos han señalado varios riesgos aumentados de otras enfermedades entre fumadores. Estos incluyen derrames (enfermedad cerebrovascular), infartos, aneurisma aórtico, enfermedades que afectan la circulación (tal como la enfermedad vascular periférica) y cáncer de la garganta, boca, vejiga, estómago y riñones.
Es importante tener en cuenta que: