Le café contient de la caféine, alcaloïde ayant entre autres, des propriétés stimulantes. Pour cette raison, il est surtout consommé le matin, ou pendant les heures de travail, et parfois, tard dans la nuit, par ceux qui veulent rester éveillés et concentrés. Le café décaféiné, ou « déca », dont l'essentiel de la caféine a été retiré, permet de profiter du goût du café sans la stimulation. Il existe aussi des tisanes dont le goût s'approche du café, mais qui ne contiennent pas de caféine.
La dépendance au café (à la caféine) est très répandue, et le sevrage donne lieu à des symptômes observables.

Lors de la préparation d'un café la caféine apparaît en dernier. Lorsque l'eau traverse la mouture de café elle va dans un premier temps s'imprégner des arômes et ensuite seulement de la caféine. On trouve le schéma inverse pour la théine. Donc contrairement à une idée préconçue, un expresso allongé sera plus excitant qu'un café serré. Le taux de caféine dépend aussi du type de café. L'arabica, plus onéreux que le robusta, contient plus de saveur et moins de caféine. C'est pour cette raison que l'on trouve souvent des mélanges d'arabica et de robusta.