La caféine est une substance de la famille des méthylxanthines présente dans de très nombreuses plantes : café, thé, cacao, kola, yerba maté, guarana, etc. Depuis des millénaires, de très nombreuses civilisations ont recours à ces plantes pour lutter contre la fatigue. La caféine est présente dans de nombreux aliments, ainsi que dans certains compléments alimentaires et médicaments.

La caféine est utilisée pour stimuler l'organisme et lutter contre la fatigue, mais aussi pour perdre du poids. Elle est également proposée pour soulager les migraines, ou comme diurétique et laxatif léger. De plus, les aliments riches en caféine ont traditionnellement été vantés comme aphrodisiaques.

Certains compléments alimentaires destinés à favoriser la perte de poids utilisent fréquemment la caféine comme coupe-faim et pour ses propriétés diurétiques, le plus souvent en association avec d'autres substances comme la synéphrine.

Les effets excitants de la caféine ne sont plus à démontrer et justifient son utilisation contre la fatigue (même s'ils ne traitent pas sa cause). La prise de caféine s'accompagne d'une stimulation des capacités intellectuelles, ainsi que d'une augmentation du rythme cardiaque et de la production d'urines. Elle provoque également une accélération du transit intestinal qui explique ses propriétés laxatives. Les effets coupe-faim de la caféine sont limités et disparaissent chez les personnes qui en consomment régulièrement. Enfin, l'effet aphrodisiaque supposé résulte probablement de son effet excitant en général.

L'excès de caféine provoque de nombreux effets indésirables : nervosité, agitation, anxiété, insomnie, irritation de l'estomac, diarrhée, etc. L'usage régulier de fortes doses de caféine entraîne un phénomène de dépendance dont le sevrage entraîne maux de tête, somnolence, nervosité, anxiété et irritabilité.

Les femmes enceintes et celles qui allaitent doivent limiter leur consommation de caféine car celle-ci passe dans le sang du foetus et dans le lait. De plus, la caféine augmente l'élimination du calcium et du magnésium dans les urines. Une consommation supérieure à l'équivalent de trois tasses à café par jour a été associée à une augmentation de la fréquence des fausses couches et de la naissance de bébés de faible poids. La consommation de caféine par les enfants doit être surveillée.

Les personnes souffrant de troubles cardiaques, d'insomnie, de troubles anxieux, d'hypertension artérielle, de problèmes d'estomac ou de rein, ou encore d'ostéoporose doivent limiter leur consommation de caféine. Cette substance peut interagir avec de nombreux médicaments : certains antibiotiques (ciprofloxacine, énoxacine, norfloxacine), la mexilétine et le stiripentol.

Les personnes diabétiques doivent éviter de consommer de grandes quantités de caféine, car il semble que celle-ci entraîne une augmentation de la glycémie (taux de sucre dans le sang), en particulier en fin de journée.

Chez les sportifs, la caféine n'est plus considérée comme une substance dopante : elle fait néanmoins l'objet d'une surveillance dans les urines afin de déceler un éventuel abus à grande échelle.

La caféine entre dans la composition de nombreux médicaments contre la douleur (en association avec le paracétamol ou l'aspirine, par exemple), contre la fatigue (en association avec la vitamine C) et le mal des transports.

La caféine est présente dans de nombreux aliments à des concentrations variables (voir tableau). La dose minimale efficace pour ressentir un effet stimulant est estimée à 60 mg pour un adulte. Chez les personnes très dépendantes à la caféine, cette dose peut atteindre 200 mg !

Les doses maximales conseillées de caféine dépendent de l'âge et de l'état de santé de la personne.

Pour un adulte, cette dose maximale varie de 200 à 400 mg par jour selon les pays. Les femmes enceintes et celles qui allaitent ne devraient pas consommer plus de 200 mg de caféine par jour.

Pour un enfant, la dose maximale quotidienne acceptable est de 2,5 mg par kilo de poids, soit 45 mg par jour vers 5-6 ans, 60 mg par jour vers 7-9 ans et 85 mg par jour vers 10-12 ans. Chez les adolescents, certaines boissons particulièrement riches en caféine ("energy drinks") sont très populaires aujourd'hui. Leur teneur en caféine peut atteindre 250 mg par canette, soit cinq fois plus qu'un cola ordinaire !

Café filtre (une tasse de 125 ml) ​95
​Café à l'italienne (125 ml) ​62
​Café expresso (une petite tasse) ​55
Café instantané (125 ml) ​45
Chocolat noir (une barre de 28 g)​ ​45
​Thé (une tasse de 200 ml) 45
​Cola (une canette de 330 ml)​

De très nombreuses plantes contiennent de la caféine. Lorsqu'on surveille sa consommation quotidienne de caféine, il est essentiel de les connaître pour identifier les aliments, boissons et compléments alimentaires qui peuvent en contenir.

Le café est une plante originaire d'Éthiopie. Parmi les quatre espèces existantes, Coffea arabica et Coffea robusta représentent respectivement 70 et 29 % de la consommation mondiale. Au-delà des propriétés liées à la présence de caféine, le café est utilisé dans les compléments alimentaires comme source d'acide chlorogénique, une substance également présente dans les pommes de terre et les carottes. L'acide chlorogénique aurait des propriétés amincissantes qui n'ont jamais été démontrées.
Récemment, plusieurs études épidémiologiques ont lié une consommation régulière de café (équivalente à 100-200 mg de caféine par jour) à une diminution de la fréquence d'apparition du diabète de type 2 et de la maladie de Parkinson. Ces observations demandent à être confirmées par des études de plus grande taille.

Toutes les formes de thé sont issues de la même plante, Camelia sinensis. Les bourgeons et les jeunes feuilles du théier sont ramassés, laissés oxyder à l'air quelques heures et séchés rapidement dans de grands plats chauffés. La durée de l'oxydation (appelée improprement fermentation) détermine le type de thé produit : un thé vert est oxydé quelques heures, un thé oolong un peu plus longtemps et un thé noir toute une nuit voire plus. Tous les thés contiennent de la caféine et des antioxydants de la famille des flavonoïdes.
Une manière simple de décaféiner partiellement le thé consiste à jeter l'eau après 30 secondes d'infusion et à ajouter de l'eau bouillante une deuxième fois. La majorité de la caféine est éliminée dans la première eau.

Le cacao est fabriqué à partir des fèves (les graines) contenues dans la cabosse (le fruit) d'un arbre, Theobroma cacao. La teneur en caféine des produits à base de cacao (chocolat noir et au lait, cacao soluble, barres chocolatées, etc.) varie selon leur concentration en cacao. Le cacao contient deux autres substances stimulantes : la phényléthylamine et la théobromine. Sa richesse en magnésium, en potassium, en phosphore, en calcium et en fer contribue également à ses supposés effets contre la fatigue. De plus, le cacao stimulerait la sécrétion par le cerveau d'une substance nommée anandamide qui possède les mêmes effets que le cannabis.

Récoltée sur des arbres d'Afrique de l'Ouest (Cola nitida et Cola acuminata), la noix de kola est la source traditionnelle de caféine dans les pays africains. Sa teneur en caféine est légèrement supérieure à celle du café. Elle se mâche pour chasser la fatigue. Aujourd'hui, la noix de kola n'entre plus dans la composition des sodas qui portent son nom.

Issue d'une plante d'Amérique du Sud, Ilex paraguensis, la yerba maté (ou maté) se prépare à partir de feuilles séchées infusées dans de l'eau ou du lait bouillants. Elle constitue une boisson excitante traditionnelle en Argentine, au Chili, au Paraguay et en Uruguay, où elle est consommée en grande quantité (jusqu'à 30 g de feuilles par jour). Sa teneur en caféine se situe entre celle du thé et celle du café. Elle est souvent présente dans les compléments alimentaires destinés à perdre du poids, sans qu'aucune preuve d'efficacité existe dans ce domaine.
La consommation excessive de yerba maté est responsable de cancers de la gorge et de l'oesophage dus, non pas à la plante, mais aux brûlures répétées provoquées par l'ingestion de liquide brûlant directement dans la gorge (le maté est bu à l'aide d'une paille métallique).

Les graines de guarana proviennent d'une plante amazonienne, Paullinia cupana. Elles contiennent plus de caféine que les grains de café. Le guarana était très populaire en France au XIXe siècle et, lors de son identification chimique, la caféine fut d'abord appelée guaranine. De nombreux compléments alimentaires destinés à lutter contre la fatigue, ainsi que certains sodas, contiennent du guarana.