By De mutationer som leder till lungcancer hade ansetts vara permanenta och kvarstå även efter avslutad behandling.
Men överraskningsresultaten, publicerade i naturen, visar de få celler som undgår skador kan reparera lungorna.
Effekten har setts även hos patienter som hade rökt en förpackning om dagen i 40 år innan de gav upp.
Tusentals kemikalier i tobaksrök korrumperar och muterar DNA i dina lungceller – omvandlar dem långsamt från friska till cancerösa.
Studien avslöjade att det hände i stor skala i en rökares lungor redan innan de hade cancer.
Den överväldigande majoriteten av cellerna från en rökares luftvägar hade muterats av tobak, med celler innehållande upp till 10 000 genetiska förändringar.
”Dessa kan ses som minitidsbomber, väntar på nästa träff som får dem att utvecklas till cancer”, säger Dr Kate Gowers, en av forskarna vid UCL.
Men en liten andel av cellerna gick oskadda.
Exakt hur de undviker den genetiska förödelse som orsakas av rökning är oklart, men forskarna sade att de verkade ”existera i en kärnbunker”.
Men efter att någon slutat röka är det dessa celler som växer och ersätter de skadade cellerna i lungorna.
Swindon firma ger icke-rökare extra semester
Rökförbud: Österrikes café samhället kallar tid på cigaretter
Löfte om att sluta röka i England senast 2030
Hos människor som slutade såg upp till 40% av deras celler ut precis som de från människor som aldrig hade rökt.
”Vi var helt oförberedda för att hitta,” Dr Peter Campbell, från Sanger Institute, berättade BBC News.
Han tillade: ”Det finns en population av celler som, typ, magiskt fyller luftvägens foder.
”En av de anmärkningsvärda sakerna var patienter som hade slutat, även efter 40 års rökning, hade regenerering av celler som var helt oskadda av exponering för tobak.”
Motivation att sluta
Forskarna behöver fortfarande bedöma hur mycket av lungorna som repareras. Studien fokuserade på större luftvägar snarare än de små strukturer som kallas alveoler, där syre korsar från luften vi andas in i våra lungor.
Det finns cirka 47 000 fall av lungcancer i Storbritannien varje år. Nästan tre fjärdedelar av dem orsakas av rökning.
Studier har redan visat att människor minskar risken för lungcancer nästan från den dag de slutar.
Antagandet hade varit att detta helt enkelt berodde på att ytterligare mutationer orsakade av rökning undviktes.
Dr Rachel Orritt, från Cancer Research UK, sade: ”Det är en riktigt motiverande idé att människor som slutar röka kan dra nytta av fördelarna två gånger – genom att förhindra fler tobaksrelaterade skador på lungceller och genom att ge lungorna chansen att balansera en del av de befintliga skadorna med friskare celler.”
