一項對大約100篇研究進行的全面性回顧發現，咖啡中最活躍的成分──「咖啡因」具有以下效果：
提高精力
減少疲勞感
幫助改善短期記憶
提高解決問題的能力
提高決策能力
提高集中力
具體來說，咖啡對大腦做了什麼？咖啡因會抑制「腺苷」這種會使你感到昏昏欲睡和放鬆的大腦化學物質傳遞，並增加「多巴胺」和「去甲腎上腺素」這兩種幫助你感覺更加清醒、有精神的大腦化學物質。科學家表示，咖啡因因此能夠產生前面提到的效果。
美國康乃爾大學分子科學教授科斯坦（Dr Sander Kersten）指出，咖啡做為興奮劑，能讓你提高警覺，反應時間變快，也能增加耐力。研究發現，喝咖啡與改善運動表現有關。這些效果大概在半小時內出現，持續約兩小時。他說，「或許這是人們整天都會一直喝咖啡的原因，」「效果不會持續很久。」
