咖啡因作为中枢神经兴奋剂，具有提神醒脑、促进代谢、利尿、缓解头痛以及改善运动表现等作用。其作用机制与调节神经系统、代谢过程密切相关，但需合理控制摄入量以避免不良反应。
1、提神醒脑
咖啡因通过阻断腺苷受体，减少腺苷对大脑皮层的抑制作用，同时促进多巴胺、去甲肾上腺素等神经递质释放，从而提高警觉性、缩短反应时间。研究显示摄入50-200mg咖啡因可有效缓解疲劳感，但过量可能引起焦虑。
2、促进代谢
咖啡因可刺激交感神经系统，增加基础代谢率约3-11%。通过激活脂肪酶促进脂肪分解，同时增强肌肉组织对脂肪酸的利用效率，这种代谢促进作用在摄入后3小时内最为显著。
3、利尿作用
该物质能抑制肾小管对钠离子的重吸收，增加尿量排出。实验数据显示摄入300mg咖啡因可使尿量增加约30%，但长期摄入可能导致身体产生耐受性，该效果逐渐减弱。
4、缓解头痛
咖啡因通过收缩扩张的脑血管改善偏头痛，增强止痛药物吸收率。临床研究表明联合使用咖啡因可使止痛药效果提升40%，但过度使用可能引发药物依赖性头痛。
5、改善运动表现
通过促进肾上腺素分泌，延缓肌肉疲劳感出现时间。研究证实适量摄入可提升耐力型运动表现11-12%，但对无氧运动效果有限，且个体差异较大。
建议每日咖啡因摄入量控制在400mg以内，相当于约4杯235ml现煮咖啡。孕妇、心血管疾病患者及睡眠障碍人群应限制摄入。注意咖啡因半衰期约5小时，午后摄入可能影响睡眠质量。若出现心悸、手抖等过量症状应立即停止摄入并就医。