มีการถกเถียงกันมากมายเกี่ยวกับผลกระทบต่อสุขภาพของคาเฟอีนและผลกระทบเหล่านี้จะเป็นไปในเชิงบวกหรือเชิงลบ คาเฟอีนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกาแฟได้รับการศึกษาอย่างใกล้ชิดเพื่อตรวจสอบว่ามันอาจจะเป็นประโยชน์และที่อาจก่อให้เกิดผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์
คาเฟอีนเป็นตัวกระตุ้น ในผู้ใหญ่ที่มีสุขภาพซึ่งหมายความว่าผลของคาเฟอีนจะทำให้รู้สึกตื่นตัวมากขึ้นง่วงนอนน้อยลงและเพิ่มการเผาผลาญชั่วคราว แต่เนื่องจากมันเป็นตัวกระตุ้นหนึ่งในผลของคาเฟอีนจะลดลงหลังจากรับประทานไม่กี่ชั่วโมง หากคนดื่มกาแฟหรือเครื่องดื่มที่มีคาเฟอีนอื่น ๆ ทั้งวันพวกเขาไม่รู้สึกถึงอารมณ์หรือความตื่นตัว คนที่ดื่มเครื่องดื่มที่มีคาเฟอีนในตอนเช้าเท่านั้นอาจพบว่าตัวเองรู้สึกเหนื่อยมากขึ้นในระหว่างวัน
สำหรับบางคนผลการกระตุ้นของคาเฟอีนอาจทำให้เกิดความตื่นตระหนกระคายเคืองเพิ่มขึ้นหรือนอนไม่หลับ การตอบสนองส่วนบุคคลแตกต่างกันไปอย่างมาก คนบางกลุ่มควรหลีกเลี่ยงคาเฟอีนโดยสิ้นเชิง ผู้ที่มีปัญหาจังหวะการเต้นของหัวใจโอกาสในการพัฒนาภาวะหรือผู้ที่มีความผิดปกติของความตื่นตระหนกหรือความวิตกกังวลอาจจะไม่ได้รับประโยชน์จากผลกระทบของคาเฟอีน ที่จริงแล้วการบริโภคอาจทำให้อาการผิดปกติเหล่านี้รุนแรงขึ้น
หนึ่งในผลกระทบเชิงลบของคาเฟอีนก็คือว่ามันเป็นเสพติดอย่างอ่อนโยน ผู้ที่บริโภคคาเฟอีนเป็นประจำอาจมีการถอนกาเฟอีนหากงดออกไปหนึ่งวัน ซึ่งมักจะนำเสนอเป็นอาการปวดหัวสาหัสและง่วงนอนมากเกินไป ผลข้างเคียงของการถอนคาเฟอีนมีแนวโน้มที่จะคงอยู่เป็นเวลาสองถึงสามวัน
การสังเกตอาการปวดศีรษะที่เกิดจากการถอนคาเฟอีนทำให้นักวิจัยศึกษาผลของคาเฟอีนต่อผู้ที่มีอาการปวดหัวหรือไมเกรน การวิจัยพบว่าคาเฟอีนมีประโยชน์อย่างมากต่อผู้ที่เป็นไมเกรนหรือปวดหัวบ่อยๆ ยาที่ใช้ทั่วไปเช่นExcedrin®รวมแอสไพรินคาเฟอีนและอะซิตามิโนเฟนและถือว่ามีประสิทธิภาพสูงสุดในการรักษาอาการปวดหัว ผู้ที่เป็นไมเกรนที่พบบ่อยจะรับประทานอาหารเสริมคาเฟอีนที่สัญญาณแรกของไมเกรนที่กำลังจะมีขึ้น ด้วยวิธีนี้ผลของคาเฟอีนจะเป็นประโยชน์
ผลของคาเฟอีนยังได้รับการศึกษาในสตรีมีครรภ์ด้วย ในปัจจุบันมีความคิดว่าการใช้คาเฟอีนในระดับปานกลางอาจจะดื่มกาแฟวันละสองแก้วไม่น่ามีผลกระทบต่อเด็กที่กำลังเติบโต มันก็ไม่น่าจะส่งผลกระทบต่อความอุดมสมบูรณ์หรือทำให้เกิดการคลอดก่อนกำหนด การศึกษาเหล่านี้บางส่วนได้รับการวิพากษ์วิจารณ์เนื่องจากประชากรของหญิงตั้งครรภ์มีการเปลี่ยนแปลง ผู้หญิงมีแนวโน้มที่จะมีลูกต่อไปในชีวิตซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อทั้งความอุดมสมบูรณ์และอัตราการแท้งบุตร ดังนั้นการอภิปรายยังคงโกรธแค้นต่อผลของคาเฟอีนในหญิงตั้งครรภ์
คาเฟอีนจะผ่านเข้าไปในนมแม่และอาจส่งผลกระทบต่อเด็กพยาบาล คาเฟอีนมากเกินไปในนมแม่อาจทำให้หงุดหงิดหรือง่วงนอน เด็กคนอื่นดูเหมือนไม่ได้รับผลกระทบจากคุณแม่ที่บริโภคคาเฟอีน กุมารแพทย์ส่วนใหญ่แนะนำให้คุณแม่ที่ให้นมลูกด้วยการดื่มกาแฟไม่เกินวันละหนึ่งแก้วเพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์ของคาเฟอีนในเด็กที่ให้นมบุตร
ผลกระทบของคาเฟอีนต่อผู้หญิงโดยทั่วไปได้รับการศึกษาอย่างกว้างขวางเพื่อดูว่าการบริโภคคาเฟอีนเพิ่มความเสี่ยงสำหรับมะเร็งบางชนิดหรือไม่ ในปี 1990 มีงานวิจัยสามชิ้นสรุปว่าความเสี่ยงมะเร็งเต้านมไม่ได้เพิ่มขึ้นจากคาเฟอีน การศึกษาเพิ่มเติมในปี 1990 ยังสรุปว่าความเสี่ยงมะเร็งรังไข่จะไม่เพิ่มขึ้นในผู้ใช้คาเฟอีน คาเฟอีนยังไม่ได้ระบุในการพัฒนาของโรคกระดูกพรุน
เนื่องจากคาเฟอีนเป็นยาขับปัสสาวะอย่างอ่อน ๆ ผลของคาเฟอีนสำหรับผู้ที่ไม่มีปริมาณน้ำเพียงพออาจทำให้เกิดภาวะขาดน้ำได้ หากใครดื่มเครื่องดื่มที่มีคาเฟอีนเป็นประจำควรดื่มน้ำหรือน้ำผลไม้เพิ่มขึ้น แพทย์แนะนำให้ผู้คนตรวจสอบการบริโภคคาเฟอีนเป็นพิเศษในช่วงที่อากาศร้อนมากหรือเมื่อเดินทางไปยังภูมิอากาศร้อน ผลกระทบของคาเฟอีนในสภาพดังกล่าวมีแนวโน้มที่จะเป็นอันตรายมากกว่าประโยชน์
