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咖啡生豆所含的七、八百种芬香成份必须要靠专业烘焙来唤醒，少了这道烘焙的程序，咖啡只不过是一些不太舒服的日晒味或水洗味，更不用说要拿来当成饮用品了。生豆经过五至七分钟强力的加热之后，会引起剧烈的化学变化，进而散发特殊的浓香，这种复杂的化学反应就连最精密的实验室也无法模拟，不过，大概可归纳为几个要项。
首先，生豆经过摄氏二百度以上烘焙，水分开始蒸发，体积膨胀百分之六十，重量则减轻约百分之二十左右，要视烘焙程度而定，烘焙愈深，重量损失愈多。另一个重要现象是排气，生豆在烘焙过程中会释放出二氧化碳coffeebyroast，咖啡豆在烘焙过后还会继续进行排气。排放二氧化碳有助于咖啡豆的保鲜，因为在排气的过程当中，氧分子不易入侵，也就是影响咖啡新鲜度的氧化作用无法进行，不过在烘焙过后排气现象会逐渐减缓，氧分子很容易会附著在咖啡豆的表面，咖啡很快就会走味，这就是为何咖啡豆开封之后最好尽量喝完的重要原因。
咖啡豆的化学反应在烘焙时可藉著声音、颜色及味道来判断反应进行的程度。咖啡豆颜色会随著持续加温，由灰绿色转成金黄色进而浅褐色、微量出油的赤褐色、接著是大量出油呈现油滋滋的黑褐色，如果再继续烘下去，咖啡豆表面的油脂会变干，呈现出黑色，并冒出大量的烟，夹杂著焦味，这是接近燃点的警讯，咖啡豆由浅转深，是因为焦糖化和酸性物质起变化所致。
听声音也是判断烘焙度的依据。如果烘焙机的温度够热，咖啡豆在烘焙过程会发出两次爆裂声响，以曼特宁和安堤瓜等耐高温的生豆为例，七分钟左右会发出第一爆，声音低沈稀落，这表示热解作用已经启动了，也就是淀粉开始转化成焦糖的开始，水分也随著二氧化碳喷出豆表，发出低沈的爆裂声，两分钟归于平静，十二分左右又发出第二爆，这个第二爆就代表咖啡豆已经差不多烘好了，接著咖啡豆从烘焙机中移出至冷却盘，顿时香气弥漫！
另外，巴西和爪哇等较不耐高温的豆种，第一爆和第二爆来得较早，火候控制要格外留意。
了解咖啡豆烘焙时会出现的特性之后，再来谈谈各种烘焙度的界定及口味问题。长久以来惯以Cinnamon（最浅焙）、City（浅焙）、Fully City（深焙）及Dark roast（重深焙，包括义式和法式） 来界定烘焙程度，近年来，美国精品咖啡协会大力鼓吹以焦糖化数值（Agtron number）来判定烘焙度，也就是以红内线来测定咖啡豆的焦糖化程度。数值愈高表示焦糖化愈低，也就是烘焙程度愈浅，数值愈低表示焦糖化愈深，亦即烘焙程度愈深，有了数据就可以更精准的了解咖啡豆的烘焙程度，不致出现各地区有不同的烘焙度标准。
咖啡风味也会随著烘焙度不同而改变，一般而言酸味和烘焙程度呈反比，如果是偏好果酸味的朋友，不妨选购烘焙度较浅的咖啡，如果您喜欢浓郁带一点甘香的口感，可选择重烘焙豆，另外，咖啡因含量也和烘焙度呈反比，也就是说浅焙咖啡所含的咖啡因含量会比较高，因为咖啡因会在烘焙过程中被破坏。而果香味也会随著烘焙度加深而递减，不过，浅焙咖啡比较不容易展现醇酒的发酵香味、刺激味和回甘的口感。但是，如果重度烘焙技术不好的话，很可能会烘出又焦又苦的咖啡。
咖啡生豆的硬度、含水量及生豆的年份都会影响烘焙，因此，烘焙师在烘焙时都会因为这影响因子去做咖啡烘焙处理的调整。一般而言，越新的豆子含水量会越高，在烘焙时脱水部份应酌予增加时间。而年份较多的生豆则水份及酸度均较低，脱水的时间应较短，且在同样烘焙条件下，其酸性会较新豆来得弱且柔和些。
