Několik studií uvádí, že kouření a deprese spolu úzce souvisí. Obecně se deprese vyznačuje smutnou (depresivní) náladou, ztrátou zájmů, poruchami spánku, poklesem energie, sníženou sebedůvěrou, výčitkami vůči vlastní osobě, poruchami chuti k jídlu (v obou směrech). Podstatou deprese jsou poruchy neurotransmiterů v mozku (zejm. nedostatek noradrenalinu a serotoninu); antidepresiva tento nedostatek odstraňují.
Kouření převažuje u pacientů, kteří mají problémy s depresemi a také zanechání kouření je u těchto pacientů méně úspěšné. Je tedy možné říci, že kouření má přechodné antidepresivní účinky. Vše souvisí s hladinou MAO, tedy monoaminooxidázy v mozku.
Bylo zjištěno, že látky, které inhibují MAO, mají antidepresivní vlastnosti. V jedné studii byla testována hypotéza, že kuřáci mají v mozku sníženou hladinu MAO A. Pomocí pozitronové emisní tomografie a [11C]clorgylinu (radioaktivní indikátor, který se váže ireverzibilně na MAO A) se srovnávala hladina MAO A v mozku 15 nekuřáků a 16 současných kuřáků. Čtyřem nekuřákům byl pro kontrolu podán tranylcypromin 53 (antidepresivum, inhibitor MAO).
Ukázalo se, že u kuřáků byla hladina MAO A výrazně nižší než u nekuřáků (průměrně o 28 %). Redukce MAO A po ošetření tranylcyprominem byla průměrně 58 %. Výsledky tohoto testu tedy ukázaly spojitost mezi kouřením a sníženou hladinou MAO A v mozku.
Další studie se zabývala sníženou hladinou MAO B u kuřáků. Opět byla použita pozitronová emisní tomografie a pro srovnání také [11C]L-deprenyl-D2 (radioaktivní indikátor, který se váže ireverzibilně na MAO B – inhibitor MAO B). Ukázalo se, že kuřáci mají o 40 % sníženou hladinu MAO B oproti nekuřákům.