A cafeína inibe e prejudica o crescimento das plantas se fornecida em concentrações grandes o suficiente. A droga interfere na capacidade da planta de regular seus níveis celulares de cálcio.
Embora a cafeína atue como estimulante quando consumida por humanos, ela não causa a mesma reação nas plantas. Em humanos, a cafeína interage com os receptores de adenosina do cérebro, aumentando o estado de alerta. As plantas não possuem o sistema nervoso que torna essa resposta possível e, em vez disso, sofrem o outro efeito colateral da cafeína: a interferência na regulação do cálcio.
Assim como os humanos, as plantas precisam de cálcio. A cafeína pode fazer com que uma planta libere seu cálcio celular, inibindo ou retardando suas funções celulares que requerem o nutriente. Experimentos mostraram que algumas plantas são capazes de suportar uma pequena quantidade de cafeína, mas em concentrações grandes o suficiente, suas sementes podem ficar atrofiadas ou não germinar.
Embora a cafeína em si possa ser tóxica para as plantas, adicionar borra de café ao solo de um jardim não é necessariamente prejudicial e tem efeitos positivos para algumas plantas. Os solos são um ótimo complemento para jardins ou compostagem doméstica porque adicionam nutrientes como nitrogênio e fósforo ao solo. Eles também melhoram a drenagem, ajudam a impedir a entrada de pragas naturais de jardim e oferecem aos jardineiros ambientalmente conscientes uma maneira de reciclar o pó de café.