Così come le altre nitrosammine specifiche del tabacco (TSNA), anche l'NNK si viene a formare con il processo di nitrosazione degli alcaloidi contenuti nella pianta del tabacco, ossia la nicotina, la nornicotina, l'anabasina e l'anatabina, che avviene durante la cura e la conservazione del tabacco e che va avanti fino al momento in cui questo viene confezionato in sigarette. Durante tale fase, infatti, a causa della rottura della parete cellulare si ha la morte delle cellule e l'arrivo dei batteri nitrificanti che danno il via al sopraccitato processo di nitrosazione degli alcaloidi. Non solo, la trasformazione della nicotina in chetone nicotina-derivato della nitrosammina avviene anche grazie solamente alla luce del Sole, che, portando all'apertura dell'anello pirrolidinico della nicotina contenuta nelle foglie in essiccazione, porta appunto all'NNK. 