Kofeina to alkaloid ksantynowy, który jest składnikiem wielu roślin, np. ziaren kawy i kakaowca, owoców guarany czy orzeszków kola. Mimo, że nazwa tego związku kojarzy się głównie z kawą, która jest jednym z najpopularniejszych napojów na świecie, to kofeina jest dodawana również do wielu innych napojów i wchodzi w skład wielu leków. Co ciekawe, można ją traktować jako naturalny pestycyd, ponieważ wobec roślin wykazuje naturalne działanie ochronne przed insektami.

Po raz pierwszy kofeinę odkryto herbacie 1827 w herbacie i nazwano teiną. Później, gdy stwierdzono jej obecność także w ziarnach kawy, stała się ona znana pod obecną nazwą.

Napoje oraz produkty spożywcze mające w swoim składzie kofeinę są ważnym elementem sposobu żywienia w wielu społecznościach. Mimo, że jest ona jednym z najlepiej zbadanych składników żywności, to mechanizm ośrodkowego działania kofeiny nie został jeszcze do końca poznany.

Kofeina jest substancją o działaniu wielokierunkowym - pobudza ośrodkowy układ nerwowy, jest analeptykiem ośrodka oddechowego, psychoanaleptykiem, usprawnia procesy kojarzeniowe, zmniejsza zmęczenie oraz senność, rozszerza naczynia mózgowe oraz zwiększa wydzielanie się soku żołądkowego.

Przeciętna zawartość kofeiny w 150 mililitrowej filiżance palonej kawy wynosi około 85 mg, w takiej samej filiżance kawy rozpuszczalnej – około 60 mg, natomiast w filiżance kawy bezkofeinowej – 3 mg.

Jest ona także składnikiem innych napojów i tak 150 mililitrowa filiżanka parzonej herbaty zawiera około 30 mg kofeiny, w filiżance herbaty instant znajduje się około 20 mg tej substancji, a w filiżance kakao i czekolady - około 4 mg.

Kofeina stosowana jest w medycynie jako analeptyk wzmocniający akcję serca, a także jako środek pomocny przy migrenach, stanach zmęczenia, w zatruciach narkotykami lub alkoholem.

Stosowana w dawkach przewyższających 0,5 grama powoduje podniecenie, przyśpieszone bicie serca, a nawet skurcze tężcowe. W przypadku zatruć z hamowaną czynnością ośrodka oddechowego stosuje się iniekcje zawierające kofeinę w dawce 100 - 250 miligramów.

Kofeina ze względu na swoje pobudzające działanie służy także jako dodatek do popularnych napojów typu cola oraz tych energetyzujących.
Dłuższe spożywanie kofeiny wywołuje zjawisko tzw. tachyfilaksji, czyli stopniowego osłabienia biologicznej reakcji organizmu na działanie tego związku. Przyzwyczaja się on do tej substancji, przez co efekty wywoływane przez kofeinę słabną lub zanikają.

Ponad 95% kofeiny spożywanej w napojach i produktach spożywczych zostaje wchłonięta przez jelita, skąd w dalszym obiegu trafia do wątroby, a później do układu krwionośnego. Największe stężenie kofeiny we krwi pojawia się po 15-45 minutach od jej spożycia, po czym jej poziom stopniowo się obniża.

Z procesem rozkładu kofeiny w organizmie wiąże się pojęcie połowicznego czasu rozpadu tego związku, czyli tzw. T1/2. Jest to okres w jakim wchłaniana jest połowa ilości substancji, która znalazła się w krwiobiegu. Przykładowo po przyjęciu 60 mg kofeiny, po określonym czasie we krwi znajduje się 30 mg, a po upływie kolejnego okresu ilość ta wynosi już 15 mg, czyli 25% początkowej zawartości.

Czas ten waha się od 3,5 do 100 godzin i zależy od szeregu czynników i różni się u poszczególnych osób, ma związek z płcią, wiekiem i innymi cechami różnicującymi jednostki.
U ludzi dorosłych połowa ilości kofeiny zostaje usunięta z organizmu średnio po upływie 5-6 godzin. Różnice mają związek z tym, w jakim stanie znajduje się dany organizm i czy jest pod wpływem jakiś innych substancji.

U kobiet stosujących doustne środki antykoncepcyjne czas połowicznego rozpadu kofeiny najczęściej jest dwukrotnie dłuższy i wynosi około 12 godzin.

Kobiety w zaawansowanej ciąży tracą połowę kofeiny we krwi po upływie od 10 do 18 godzin po jej spożyciu - nawet mała ilość kofeiny u ciężarnych działa o wiele dłużej, może ponadto przenikać przez barierę łożyska, co nie jest obojętne dla płodu. Jej obecność w organizmie niemowlęcia wywołuje niepokój niego niepokój i zaburzenia snu, a czas w jakim wchłaniana jest połowa ilości kofeiny w organizmie noworodka jest bardzo długi i może sięgać nawet do 100 godzin.

Z kolei palacze mają bardzo krótki okres kofeinowego T1/2 niż osoby niepalące tytoniu.

Mimo, że dla wielu ludzi kawa to dobry początek dnia, to należy pamiętać, że organizm szybko przyzwyczaja się do kofeiny, a gdy jej nie otrzyma, reaguje bólami głowy oraz drażliwością. Im więcej kofeiny się spożywa, tym cięższe są późniejsze objawy jej odstawienia.