Duhanski proizvodi sadrže tvari i metabolite koje možemo određivati u tjelesnim tekućinama i tkivima pomoću biomarkera. Specifični biomarker izloženosti e-cigareta još nije identificiran. Za sada su nikotin i njegovi metaboliti jedini biomarkeri za takve proizvode. Dobar biomarker je proporcionalan porastu izloženosti i porastu vremena konzumacije, može identificirati široki raspon koncentracija i stabilan je prilikom skladištenja. Glavni metabolit nikotina - kotinin najrašireniji je biomarker za mjerenje izloženosti nikotinom u krvi, slini ili urinu. Dišni sustav predstavlja prvo mjesto kontakta s udahnutim duhanskim proizvodom zbog toga je moguće i tamo mjeriti biomarkere izloženosti. Tri glavna uzorka dišnog sustava su lavat nosne šupljine, sputum (ispljuvak) i bronhoalveolarni lavat. Duhanspecifični nitrozamini sadrže potencijalne plućne karcinogene NNK i NNN, koji predstavljaju glavne biomarkere u ocjenjivanju duhanskih proizvoda. Hlapljivi organski spojevi formirani su nepotpunim izgaranjem organskih materijala. Duhan nije jedini izvor izlaganja, već se nalaze i u okolišu. Skupina policikličkih aromatskih ugljikovodika nastaje nepotpunim zagrijavanjem organskih spojeva, uključujući duhan tijekom pušenja. Listovi duhana apsorbiraju metalne ione. Apsorbirana količina ovisi o koncentraciji metala u zemlji. Kadmij je karcinogeni metal koje se apsorbira iz zemlje i prisutan je u velikoj količini u duhanskom dimu. Ugljični monoksid formiran je nepotpunim izgaranjem organskog materijala i rasprostranjen je u okolišu. Kod konzumacije marihuane, važna je potencijalna izloženost metalima, ugljičnom monoksidu, hlapljivim organskim spojevima i nitrozaminima, budući da sadrži sastojke slične duhanskom dimu. Biomarkeri nam omogućuju mjerenje izloženosti, uspostavljanje veze između doze i odgovora te u nekim slučajevima identifikaciju izvora izloženosti s utjecajem na zdravlje populacije. Razvoj te identifikacija novih biomarkera proširit će mogućnosti zaključivanja o utjecaju duhanskih proizvoda na zdravlje, što u konačnici ima za cilj primjereno informiranje javnosti.