Kahve kafein içerir. Kafein, bir merkezi sinir sistemi uyarıcısıdır ve vücuttaki adenosin reseptörlerine bağlanarak adenosinin etkilerini engeller. Adenosin, vücutta doğal olarak üretilen ve uykuyu teşvik eden bir nörotransmitterdir. Gün içinde adenosin seviyeleri yükseldikçe, insanlar daha yorgun hissederler. Ancak kafein adenosin reseptörlerine bağlandığında, bu yorgunluk hissi engellenir ve böylece kişi daha uyanık ve enerjik hisseder.
Kafeinin etkileri kişiden kişiye değişiklik gösterebilir ve ayrıca alınan kafein miktarına bağlıdır. Bazı insanlar kafeine daha duyarlıdır ve az miktarda bile uykularının kaçmasına neden olabilir. Diğer yandan, düzenli kafein tüketen kişiler zamanla bir tolerans geliştirebilirler, bu da daha fazla kafein gerektirebilir uyanık kalmak için.
Kafein aynı zamanda kalp atış hızını artırabilir ve adrenalin salgısını teşvik ederek vücudu "savaş veya kaç" moduna sokabilir, bu da kişinin uyanık ve tetikte hissetmesine neden olur. Bu etkiler genellikle kafein alındıktan sonraki birkaç saat içinde en güçlüdür, ancak bazı insanlarda etkisi daha uzun sürebilir. Bu yüzden bazı insanlar özellikle akşam saatlerinde kafein tüketiminden kaçınmayı tercih ederler.