有的人喝了咖啡會提神，有的喝了以後還是很困想睡覺，或者有的人喝了適量的咖啡卻有以上不良反應，這要看個人的代謝基因，咖啡因的在不同人的代謝能力是不同的。

咖啡因在肝臟中被分解產生三個初級代謝產物副黃嘌呤（84%），可可鹼（12%），茶鹼（4%）咖啡因在攝取後45分鐘內被胃和小腸完全吸收。吸收後它會分佈於身體的所有器官之中，轉化過程符合化學動力學一級反應，這些化合物進一步代謝，最終透過尿液排洩。

咖啡因的半衰期，即身體轉化所攝取咖啡因的一半所用的時間，在不同個體之間變化劇烈，主要和年齡，肝功能，懷孕與否，同時攝入的其他藥物以及肝臟中與咖啡因代謝有關的酶的數量等有關。

如果某些人的酶的代謝比較快，攝入的咖啡因很快就會被清除出體外，因此咖啡因起作用的效果就很有限，不能令人產生特別明顯的興奮感。而對於另一些人，他們這個酶代謝速度慢，咖啡因在體內的清除速度很慢，起作用時間也就較長，這樣的人往往一杯咖啡就會令他們夜不能寐，有的還會影響食慾，嘔吐和痙攣，也可能出現胃炎或心臟病等不良反應。

一個健康成人的咖啡因的半衰期大約是3-4個小時，所以即使在晚餐後飲用，也不至於造成太大的困擾。但有些人的代謝力較差，可能會持續作用8～12個小時；或者體質對咖啡因比較敏感，就得特別注意喝咖啡的時間，避免影響作息，因為不論是多喝開水或是增加運動，都無法有效的促使咖啡因快速代謝。

在口服避孕藥物的女性體內則延長至5-10個小時 ，在已懷孕的女性體內則大概為9-11個小時。當某些個體患有嚴重的肝臟疾病時，咖啡因會累積，半衰期延長至96個小時。嬰兒或兒童的咖啡因的半衰期可能大於成年人，在一個新生嬰兒的體內可能會長至30個小時。某些其它因素也會縮短咖啡因的半衰期，比如吸菸。