Ada banyak perdebatan tentang efek kesehatan dari kafein, dan apakah efek ini terutama positif atau negatif. Kafein, khususnya dalam kopi, telah dipelajari dengan cermat untuk menentukan di mana mungkin bermanfaat, dan di mana ia dapat menyebabkan efek yang tidak diinginkan.
Kafein adalah stimulan. Pada orang dewasa yang sehat ini berarti bahwa efek kafein akan cenderung membuat seseorang merasa lebih waspada, kurang mengantuk, dan untuk sementara akan meningkatkan metabolisme. Namun karena merupakan stimulan, salah satu efek kafein adalah letdown beberapa jam setelah dikonsumsi. Jika seseorang minum kopi atau minuman berkafein lainnya sepanjang hari, mereka tidak akan merasakan penurunan mood atau kewaspadaan ini. Orang yang minum minuman berkafein hanya di pagi hari, mungkin merasa lebih lelah seiring berjalannya hari.
Bagi sebagian orang, efek stimulasi kafein dapat menyebabkan kegugupan, iritasi meningkat, atau kurang tidur. Respon individu sangat bervariasi. Beberapa kelompok orang harus menghindari kafein sama sekali. Mereka yang memiliki masalah irama jantung, kemungkinan mengembangkan aritmia, atau yang memiliki gangguan panik atau kecemasan mungkin tidak akan mendapat manfaat dari efek kafein. Padahal, konsumsi bisa memperparah gangguan tersebut.
Salah satu efek negatif kafein lainnya adalah kecanduan ringan. Mereka yang mengonsumsi kafein secara teratur dapat dikenakan penarikan kafein jika mereka tidak mengonsumsinya selama sekitar satu hari. Ini biasanya muncul sebagai sakit kepala yang mengerikan, dan kantuk yang berlebihan. Efek samping dari penarikan kafein cenderung berlangsung selama dua sampai tiga hari.
Memperhatikan sakit kepala yang disebabkan oleh penghentian kafein mengarahkan para peneliti untuk mempelajari efek kafein pada mereka yang menderita sakit kepala atau migrain terus-menerus. Penelitian menemukan bahwa kafein sebenarnya sangat bermanfaat bagi mereka yang mengalami migrain atau sering sakit kepala. Obat bebas seperti Excedrin® menggabungkan aspirin, kafein, dan asetaminofen dan dianggap paling efektif dalam mengobati sakit kepala. Seringkali penderita migrain mengambil suplemen kafein pada tanda-tanda pertama dari migrain yang akan datang. Dengan cara ini efek kafein bermanfaat.
Efek kafein juga telah dipelajari pada wanita hamil. Saat ini diperkirakan bahwa penggunaan kafein dalam jumlah sedang, mungkin secangkir hingga dua cangkir kopi sehari, tidak mungkin berdampak pada pertumbuhan anak. Ini juga tidak mungkin mempengaruhi kesuburan atau menyebabkan keguguran. Beberapa penelitian ini dikritik karena populasi ibu hamil telah mengalami perubahan. Wanita sekarang cenderung memiliki anak di kemudian hari, yang dapat mempengaruhi tingkat kesuburan dan keguguran. Jadi perdebatan masih berkecamuk tentang efek kafein pada wanita hamil.
Kafein tidak masuk ke dalam ASI dan dapat mempengaruhi anak menyusui. Kafein yang berlebihan dalam ASI dapat menyebabkan iritabilitas atau kantuk. Anak-anak lain tampaknya tidak terpengaruh oleh ibu yang mengonsumsi kafein. Kebanyakan dokter anak menyarankan ibu menyusui untuk mengonsumsi tidak lebih dari satu cangkir kopi sehari untuk menghindari efek kafein yang tidak diinginkan pada anak menyusui.
Efek kafein pada wanita pada umumnya telah dipelajari secara ekstensif untuk melihat apakah asupan kafein meningkatkan risiko kanker tertentu. Pada tahun 1990, tiga penelitian menyimpulkan bahwa risiko kanker payudara tidak meningkat oleh kafein. Studi lebih lanjut pada 1990-an juga menyimpulkan bahwa risiko kanker ovarium tidak meningkat pada pengguna kafein. Kafein juga tidak diindikasikan dalam perkembangan osteoporosis.
Karena kafein adalah diuretik ringan, efek kafein bagi mereka yang tidak memiliki asupan cairan yang cukup dapat menyebabkan dehidrasi ringan. Jika seseorang secara teratur menikmati minuman berkafein, asupan cairan air atau jus harus ditingkatkan. Dokter mendesak orang untuk secara khusus memantau asupan kafein selama cuaca sangat panas, atau saat bepergian ke iklim panas. Efek kafein dalam kondisi seperti itu cenderung lebih berbahaya daripada menguntungkan.