A cafeína é uma base. Ocorre naturalmente nas folhas, frutos ou sementes de mais de 60 plantas em todo o mundo, incluindo grãos de café, grãos de cacau, nozes de cola e muitas plantas de chá. Em sua forma purificada, é um pó branco amargo com a fórmula química C8H10N4O2.
Embora a cafeína seja básica, o café e o chá são levemente ácidos devido a outros produtos químicos presentes, como os ácidos fórmico e acético. A acidez do café e do chá pode variar, mas nenhum dos dois tem um pH muito abaixo de 5,0, o que significa que são consideravelmente menos ácidos do que a maioria dos sucos de frutas ou refrigerantes. A cafeína foi identificada pela primeira vez como o agente estimulante do café no início do século XIX. Ele age bloqueando a ação da adenosina, uma substância química do cérebro associada ao sono.
