- 大部分健康成年人的咖啡因半衰期约2.5~4.5小时；
- 在口服避孕药的女性体内，可以延长至5~10小时；
- 在*的女性体内，可以延长至10个小时以上；
- 而吸烟，可以将咖啡因半衰期缩减一半。
影响咖啡因代谢的一个关键要素是体内的咖啡因代谢酶活性，而咖啡因代谢酶在一定程度上受到遗传因素的影响。有一部分人天生体内的咖啡因代谢酶活性就较弱，他们往往一喝咖啡就容易出现不舒服，因此也很少有长期饮用咖啡的习惯。这一点与天生“酒量差”的人身体里缺乏代谢酒精的生物酶是相似的。
咖啡之所以能够让人感觉到疲劳减轻、头脑清醒、反应增快，这是因为咖啡因在进入大脑后可以拮抗腺苷的作用。我们的神经细胞上有一种腺苷的“接收器”，当腺苷在大脑中堆积时可以和这种“接收器”相结合从而减缓神经细胞的活力，让人产生疲劳、嗜睡、反应力下降等症状。咖啡因在结构上与腺苷非常类似，能够结合这种腺苷“接收器”，从而阻断腺苷的这些作用。
正因为如此，在长期饮用咖啡的人群体内，这种腺苷“接收器”的数量会明显多于不喝咖啡的人，身体对腺苷的敏感度会变得很高。而一旦中断咖啡的摄入，就容易出现比较严重的头疼、疲劳、反应力下降以及情绪低落等戒断症状。好消息是，临床观察发现这些症状持续的时间一般很少超过10天。通过逐步减量的方式，是可以明显减缓这些症状的。
极大量的咖啡因摄入是有可能引起中毒甚至致死的，但是，因为喝咖啡而发生咖啡因中毒的现象是极其罕见的。这是因为，这需要在很短的时间内一次性饮入几十杯甚至上百杯的咖啡。
