La dose efficace precisa di caffeina varia in modo significativo da individuo a individuo, determinata principalmente dalla corporatura e dai livelli di tolleranza.La caffeina inizia ad agire in meno di un'ora. Per una dose moderata, i suoi effetti scompaiono in genere entro tre o quattro ore. Il consumo di caffeina non riduce la quantità di sonno necessaria, ma attenua solo temporaneamente la sensazione di sonnolenza. I pericoli dell'uso eccessivo: se consumata in grandi quantità per un lungo periodo, la caffeina agisce come una droga e può portare all'"intossicazione da caffeina".
L'intossicazione da caffeina comprende la dipendenza e una serie di reazioni fisiche e psicologiche avverse, come nervosismo, irritabilità, ansia, tremori, spasmi muscolari (iperreflessia), insonnia e palpitazioni. La maggior parte delle persone consuma caffeina per i suoi effetti stimolanti; molti studenti assumono compresse di caffeina quando si preparano per gli esami e spesso lo stesso fanno i lavoratori del turno di notte.
La caffeina è un composto alcaloide xantinico e uno stimolante del sistema nervoso centrale che allontana temporaneamente la sonnolenza e ripristina l'energia. Il caffè, il tè, le bevande analcoliche e le bevande energetiche contenenti caffeina sono molto popolari, rendendo la caffeina la sostanza psicoattiva più utilizzata al mondo.
In Nord America, il 90% degli adulti consuma caffeina ogni giorno.
Molte fonti naturali di caffeina contengono anche vari altri alcaloidi xantinici, tra cui gli stimolanti cardiaci teofillina e teobromina, nonché altre sostanze come l'acido tannico.
Le ricerche attuali indicano specifici effetti fisiologici della caffeina sul corpo umano: combatte efficacemente i radicali liberi che minacciano la salute, essendo una delle cause principali di numerose malattie (come la cardiomiopatia, l'arteriosclerosi, l'ictus, l'enfisema e il morbo di Parkinson). Un eccesso di radicali liberi disturba i processi metabolici, danneggiando le cellule e compromettendo di conseguenza i tessuti degli organi.
Protezione cardiovascolare: ricco di composti polifenolici, potenti antiossidanti, può ritardare fino a tre volte l'ossidazione delle LDL, sciogliere i coaguli di sangue e prevenire la formazione di trombi. Il caffè migliora anche la vasocostrizione, prevenendo il mal di testa indotto dalla vasodilatazione. Inoltre, un consumo moderato rafforza la contrattilità miocardica, favorisce la circolazione sanguigna e aiuta a prevenire le malattie cardiovascolari.