Kofeiinin terveysvaikutuksista keskustellaan paljon ja siitä, ovatko nämä vaikutukset ensisijaisesti positiivisia vai kielteisiä. Kofeiinia, erityisesti kahvissa, on tutkittu tarkasti sen määrittämiseksi, mistä se voi olla hyötyä ja missä se voi aiheuttaa haittavaikutuksia.
Kofeiini on piriste. Terveillä aikuisilla tämä tarkoittaa, että kofeiinin vaikutukset saavat yleensä tuntemaan olonsa valppaammaksi, vähemmän uneliaaksi ja tehostavat tilapäisesti aineenvaihduntaa. Kuitenkin, koska se on piriste, yksi kofeiinin vaikutuksista heikkenee muutama tunti nauttimisen jälkeen. Jos henkilö juo kahvia tai muita kofeiinipitoisia juomia koko päivän, hän ei todennäköisesti tunne tätä mielialan tai valppauden laskua. Henkilö, joka juo kofeiinipitoisia juomia vain aamulla, saattaa tuntea itsensä väsyneemmäksi päivän edetessä.
Joillekin ihmisille kofeiinin stimuloivat vaikutukset voivat aiheuttaa hyppyjä, lisääntynyttä ärsytystä tai huonoa unta. Yksilöllinen vastaus vaihtelee suuresti. Joidenkin ihmisryhmien tulisi välttää kofeiinia kokonaan. Ne, joilla on sydämen rytmihäiriöitä, todennäköisyys rytmihäiriöiden kehittymiseen tai joilla on paniikki- tai ahdistuneisuushäiriöitä, eivät todennäköisesti hyöty kofeiinin vaikutuksista. Itse asiassa kulutus voi pahentaa näitä häiriöitä.
Toinen kofeiinin kielteisistä vaikutuksista on se, että se aiheuttaa lievää riippuvuutta. Ne, jotka kuluttavat kofeiinia säännöllisesti, joutuvat kofeiinista vetäytymään, jos he pidättyvät pidättäytymästä noin päivän ajan. Tämä ilmenee yleensä kauheana päänsärkyä ja liiallista uneliaisuutta. Kofeiinin vieroituksen sivuvaikutukset kestävät yleensä kahdesta kolmeen päivään.
Huomatessaan kofeiinin vieroituksen aiheuttama päänsärky sai tutkijat tutkimaan kofeiinin vaikutuksia niihin, joilla on jatkuva päänsärky tai migreeni. Tutkimukset osoittivat, että kofeiinista on todella paljon hyötyä niille, joilla on migreeniä tai usein päänsärkyä. Lääkkeet, kuten Excedrin®, sisältävät aspiriinia, kofeiinia ja asetaminofeeniä, ja niiden uskotaan olevan tehokkaimpia päänsärkyjen hoidossa. Usein migreenipotilaat ottavat kofeiinilisän ensimmäisten merkkejä lähestyvästä migreenistä. Tällä tavalla kofeiinin vaikutukset ovat hyödyllisiä.
Kofeiinin vaikutuksia on tutkittu myös raskaana olevilla naisilla. Tällä hetkellä uskotaan, että kohtuullinen kofeiinin käyttö, ehkä kuppi tai kaksi kupillista kahvia päivässä, ei todennäköisesti vaikuta kasvavaan lapseen. Se ei myöskään todennäköisesti vaikuta hedelmällisyyteen tai aiheuta keskenmenoa. Joitakin näistä tutkimuksista on arvosteltu, koska raskaana olevien naisten väestö on muuttunut. Naiset saavat nyt todennäköisesti lapsia myöhemmin elämässä, mikä voi vaikuttaa sekä hedelmällisyyteen että keskenmenoon. Joten keskustelu jatkuu edelleen kofeiinin vaikutuksista raskaana olevaan naiseen.
Kofeiini pääsee äidinmaitoon ja voi vaikuttaa imettävään lapseen. Liiallinen kofeiinin määrä äidinmaidossa voi aiheuttaa ärtyneisyyttä tai uneliaisuutta. Muut kofeiinia käyttävät äidit eivät vaikuta muihin lapsiin. Useimmat lastenlääkärit neuvovat imettävää äitiä kuluttamaan enintään yhden kupin kahvia päivässä, jotta vältetään kofeiinin ei -toivotut vaikutukset imettävälle lapselle.
Kofeiinin vaikutuksia naisiin yleensä on tutkittu laajasti sen selvittämiseksi, lisääkö kofeiinin nauttiminen tiettyjen syöpien riskejä. Vuonna 1990 kolmessa tutkimuksessa todettiin, että kofeiini ei lisää rintasyöpäriskiä. 1990 -luvun lisätutkimuksissa päädyttiin myös siihen, että munasarjasyövän riski ei kasva kofeiinin käyttäjillä. Kofeiinia ei myöskään ole tarkoitettu osteoporoosin kehittymiseen.
Koska kofeiini on lievä diureetti, kofeiinin vaikutukset niille, joilla ei ole riittävästi nesteenottoa, voivat aiheuttaa lievää nestehukkaa. Jos nautit säännöllisesti kofeiinipitoisista juomista, veden tai mehujen saantia tulisi lisätä. Lääkärit kehottavat ihmisiä seuraamaan erityisesti kofeiinin saantia erittäin kuumalla säällä tai matkustaessaan kuumaan ilmastoon. Kofeiinin vaikutukset tällaisissa olosuhteissa ovat todennäköisesti enemmän haitallisia kuin hyödyllisiä.