Quando a cafeína é ingerida, ela bloqueia a ação do PDE. Este produto químico normalmente quebra um segundo mensageiro químico, conhecido como cAMP. Sem ser decomposto, o cAMP faz com que a epinefrina e a norepinefrina sejam produzidas no coração: esses produtos químicos aumentam a frequência cardíaca e o fluxo sanguíneo.
A epinefrina é a substância química anteriormente conhecida como adrenalina. Este neurotransmissor é amplamente conhecido por fornecer uma explosão repentina de energia a um indivíduo que é levado a uma resposta de luta ou fuga. Durante uma situação de emergência, o aumento da energia, da taxa de calor e do fluxo sanguíneo fornece mais oxigênio para o cérebro e outros tecidos. Embora a quantidade de epinefrina e norepinefrina liberada devido à interferência da cafeína na quebra do cAMP seja muito menor, é o suficiente para aumentar a frequência cardíaca e a pressão arterial de um indivíduo.A cafeína tem efeitos diferentes em pessoas diferentes, então a quantidade de energia e a duração do aumento de energia fornecido pela ingestão de cafeína depende de cada indivíduo. Alguns consumidores bebem uma xícara de café antes de ir para a cama e dormem normalmente, enquanto outros ficam acordados a noite toda com o nervosismo. Indivíduos que ingerem cafeína regularmente podem sentir dores de cabeça devido à abstinência da cafeína, porque seus vasos sanguíneos previamente restritos se redilatam na ausência de cafeína.