Kafeinsizleştirme, kahvedeki kafeini tamamen ortadan kaldırmasa da büyük çoğunluğunu ortadan kaldırmayı hedefleyen, fiziksel ve kimyasal bir işlemdir. Bir kahvenin "kafeinsiz" olarak kabul edilmesi için eşik, Avrupa'da %0.1 seviyesinde kafein iken, ABD'de bu oran %3'ün altı olarak belirlenmiştir.
Kafeinsizleştirme genellikle daha az aromalı kahve ile ilişkilendirilir. Çünkü çok sayıda aroma kimyasalı arasından bu aromalara dokunmadan sadece kafeini çıkarmak zor bir işlemdir. Üstelik, kafeinsiz çekirdeklerin düzgün bir şekilde kavrulması da zor bir süreç gerektirir. Kafeinsizleştirme işlemi, çiğ kahve çekirdeklerinde kavurma işleminden önce yapılmaktadır. Geleneksel yöntemler; organik çözücü ekstraksiyonu, su kafeinsizleştirme ve süperkritik karbondioksit ekstraksiyonu yöntemleridir.