刚进口的咖啡豆通常约有 12% 的水分，而当咖啡豆处於从 500 到 800 度华氏的高烘焙温度，当咖啡豆热起来，水份也蒸发。大部份的水分都在烘焙过程中的前几分鐘释放出来，虽然通常美国的烘焙时间约是 15 分鐘，这前几分鐘可能是 5 分鐘或是长至一个小时。在 8 分鐘后， 豆子的温度会提高至 300 度华氏而且豆子会失去绿色，转换成黄色并开始变成褐色。在华氏 260 到 370 度之间，在 11 到 12 分鐘的时候，更多的水分会慢慢地散发，咖啡豆的温度达到 390 度华氏，咖啡变成淡咖啡色。在 14 分鐘时，豆子的温度达到 410 度华氏，顏色变成中度咖啡色。在 16 分鐘时，豆子的温度达到 440 度华氏，顏色变成深咖啡色，几乎等於是法式烘焙。如果再烘焙一分鐘，温度会超过 450 度华氏，且在 465 度华氏，失重 20% 时变成义大利口味与深深咖啡色的豆子。

　　实际上的时间控制，温度与顏色的变化会依据炒豆的方法、循环週期、豆子的种类、原本水分含量、加热的速度 … 等，而不是整个过程普遍性的描述。在所有烘焙的情况下，真正重要的是有大量的热气在 400 度华氏时从咖啡豆中释出，这是所谓的高温分解或焦糖的化学分解。 Sivetz 在 1974 年底发明温度与时间测量方法，在 1975 六月，汉堡的 A.S.I.C 会议中发表证明热量的释放是可以测量的而且是直接关系到生豆烘焙的品质，也就是种植在最高纬度且最香的豆子释放出最多的热气，纬度较低的温和水洗豆，释放出较少的热气，最低纬度的罗布斯达豆没有热气释放出来。

　　高温分解作用產生乙醛和其他吸引人的咖啡香味，此香味的出现与维持都相当短暂。 高温分解作用决定咖啡口味能持续多久。 也就是，我们能允许烘焙出多深的咖啡，一些高温分解作用下由咖啡所挥发出的化学物有二氧化碳、乙醛、酮、乙醚、醋酸、甲醇、蔬菜油、水蒸气、甘油。 烘焙后特别不好的气味有酸，与辛辣呛人的气味。 咖啡烘焙的过程在连续式烘焙机通常需要 7 分鐘， 4 匹袋烘焙机则需要 12 到 15 分鐘。当烘焙时间超过半小时，咖啡豆会有平淡的烘烤味而不是浓郁的香气。烘焙过程通常伴随著清脆的爆破声与大多是蓝色水蒸气所形成的油烟。当一得到理想的咖啡顏色时，咖啡豆必须马上从极热的火源上倒出，且快速正确地用四周的空气与喷洒水雾来冷确。冷却咖啡豆时，大部分的水分会蒸发掉，即使喷洒少量的水雾，几乎没有任何水分会被咖啡豆所吸收。冷却好的豆子会使高温分解作用停止。若维持豆子的高温会使香味降低很多。