咖啡因是咖啡所有成份中最为人注目的。它属于植物黄质（动物肌肉成份）的一种，性质和可可内含的可可碱，绿茶内含的茶碱相同。
咖啡因是咖啡所有成份中最为人注目的。它属于植物黄质（动物肌肉成份）的一种，性质和可可内含的可可碱，绿茶内含的茶碱相同，烘焙后减少的百分比极微小，咖啡因的作用极为广泛，会影响人体脑部、心脏、血管、胃肠、肌肉及肾脏等各部位，适量的咖啡因会刺激大脑皮层，促进感觉判断、记忆、感情活动，让心肌机能变得较活泼，血管扩张血液循环增强，并提高新陈代谢机能，咖啡因也可减轻肌肉疲劳，促进消化(消化食品)液分泌。除此由于它也会促进肾脏机能帮助体内将多余的钠离子（阻碍水分子代谢的化学成份）排出体外外，所以在利尿作用提高下，咖啡因不会像其他麻醉性、兴奋性物（麻醉药品、油(油食品)漆溶剂、兴奋剂之类）积在体内，约在二个小时左右，便会被排泄掉。咖啡风味中的最大特炙─苦味，就是咖啡因所造成的。
丹宁酸
经提炼后丹宁酸会变成淡黄色的粉末，很容易融入水，经煮沸它会分解而产生焦梧酸，使咖啡味道变差，而如果沖泡好又放上好几个小时咖啡颜色会变得比刚泡好时浓，而且也较不够味，所以才会有"沖泡好最好尽快喝完"的说法。
脂肪
咖啡內含的脂肪，在风味上占极为重要的角色，分析发现咖啡內含的脂肪分为好多种，而其中最主要的是酸性脂肪和挥发性脂肪，酸性脂肪是指脂肪中含有酸其强弱会因咖啡种类不同而异，挥发性脂肪是咖啡香气主要来源。烘焙过的咖啡豆內所含的脂肪一旦接触到空气，会发生化许学变化味道香味都会变差。
蛋白质
卡洛里的主要来源是蛋白质，而像是滴落式沖泡出来的咖啡，蛋白质多半不会溶出来，所以咖啡喝再多慑取到的营养也是有限，那也就是咖啡会成为减肥(减肥食品)者圣品的缘故。
糖份
在不加糖的情況下，除了会感受到咖啡因的苦味、丹宁酸的酸味，还会感受到甜味，便是咖啡本身所含的糖份所造成的。烘焙后糖份大部份会转为焦糖，为咖啡带来独特的褐色。
矿物质
有石灰、铁(铁食品)质、硫磺、碳酸钠、磷、氯、硅等，因所占的比例极少影响咖啡的风味并不大，综合起来只带来稍许涩味。
粗纤维
生豆的纤维质烘焙后会炭化，这种碳质和糖分的焦糖化互相结合，形成咖啡的色调，但化为粉末的纤维质会带给咖啡风味上相当程度的影响。故我们并不鼓励购买粉状咖啡豆，因为较无法尝到咖啡的风味。
咖啡的香苦酸醇
咖啡的颜色，香气，味道，是透过烘焙过程在中发生的一些复杂的化学变化所造成的。所以生豆必须经过适当的化学程序，让它的必要成份达到最均衡的状态，才能算得上是最好的烘焙豆。咖啡香味会随热度起变化，所以烘焙时间宜尽量缩短，而且热度控制在可让咖啡豆产生有效化学构成的最低限温度，亦即得以最短过程的时间和热度，让咖啡豆产生最适合的成份比。
香味是咖啡品质的生命，也最能表现咖啡生产过程和烘焙技术, 生产地的气候、标高、品种、精制处理、收成、储藏、消费国的烘焙技术是否适当等，都是左右咖啡豆香味的条件。咖啡的香味经色谱法气体分析结果，证明是由酸、醇、乙醛、酮、酯、硫黄化合物、苯酚、氮化合物等，近数百种挥发成份复合而成。大致上说起来，脂肪、蛋白质、糖类是香气的重要来源，而脂质成份则会和咖啡的酸苦调和，形成滑润的味道
。因此香味的消失正意味着品质变差，香气和品质的关系极为密切。
