A nicotina é o principal constituinte do tabaco e a cotinina é seu principal metabólito. Estes compostos podem causar toxicidade aguda e apresentar riscos à saúde. Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar os efeitos citotóxicos e genotóxicos, de diferentes doses da nicotina e da cotinina, assim como a oxidação de bases nitrogenadas, utilizando a linhagem celular de neuroblastoma humano (SH-SY5Y). Para a avaliação da citotoxicidade foi utilizado o ensaio de MTT e o ensaio com azul de tripan. Os danos genotóxicos foram avaliados através do ensaio cometa alcalino e ensaio cometa modificado com as enzimas FPG, OGG1 e ENDO III. Os resultados encontrados no ensaio de MTT demonstraram citotoxicidade acima de 70% para as concentrações acima de 0,5 µg/mL para a nicotina e 0,25 mg/mL para a cotinina para as células tratadas. No ensaio com azul de tripan as células apresentaram viabilidade acima de 80% em todas as doses expostas. No ensaio cometa, todas as concentrações de nicotina e de cotinina, apresentaram aumentos significativos quanto ao índice de danos ao DNA. O ensaio cometa modificado por enzimas demonstrou aumento significativo de lesões totais ao DNA nas células expostas a nicotina e cotinina para todas as concentrações, exceto para as concentrações 0.500 mg/mL (Endo III) e 2 mg/mL (OGG1) para a cotinina.  Estes dados demonstram que a nicotina e o seu principal metabólito a cotinina são capazes de induzir danos genotóxicos em células SH-SY5Y, conforme foi observado no ensaio cometa e que esses esse danos genotóxicos podem estar associados ao estresse oxidativo conforme observado no ensaio cometa modificado com enzimas.