Le varietà di caffè esistenti sono circa 60, ma solo 25 producono frutti con un valore commerciale e tra questi sono solo 4 i tipi di caffè utilizzati per preparare la bevanda. Le varietà più conosciute soprattutto in Italia sono l'Arabica e la Robusta; quest'ultima contiene una quantità maggiore di caffeina ed è molto diffusa perché la pianta resiste molto bene alle malattie e può essere coltivata anche in pianura. Quelle meno note sono la Liberica e l'Excelsa.
Le principali sostanze contenute nel chicco di caffè sono: i lipidi, le cere, gli amminoacidi, i carboidrati (prevalentemente insolubili), i minerali (tra cui potassio, calcio, magnesio, fosfati, solfati), i precursori delle vitamine (trigonellina), gli antiossidanti e gli alcaloidi blandamente stimolanti come la caffeina, tra tutte, certamente la più nota, anche se rappresenta solo circa il 2% del caffè.
L'estrazione dei composti chimici da parte dell'acqua varia in funzione del metodo di preparazione della bevanda. Con tutti i tipi di preparazione si perde una parte consistente non solubile della polvere di caffè (come la maggior parte dei carboidrati e delle proteine che rimangono nei fondi di caffè) e si ha una leggera perdita di sostanze volatili (aroma).
La caffeina, nonostante rappresenti solo dall'1,3% al 2,4% di materia grezza del caffè, è la sostanza più nota: è un alcaloide (1,3,7 tri-metilxantina) presente in quantità minori anche in altre bevande e cibi come il tè, la cioccolata, il mate e nelle bibite analcoliche a base di cola. Nel caffè si ritrovano in quantità minori anche altre metilxantine, come la teofillina (prevalentemente presente nel tè) e la teobromina (prevalentemente presente nel cioccolato).
Contenuto medio di caffeina.
| Caffè espresso o moka | 40-80 mg/tazzina |
| Caffè filtrato all'americana | 115-120 mg /tazza |
| Caffè istantaneo o solubile liofilizzato | 65-100/tazzina |
| Cappuccino | 70-80/ tazza |
| Decaffeinato | <5/tazzinaTè |
| Tè | 40-50/tazza |
La tolleranza all'effetto stimolante della caffeina si ha dopo 3-4 giorni con dosi di 1-2 tazzine al giorno; insieme a essa si instaura una leggera dipendenza che però scompare in 3-4 giorni dopo la sospensione del caffè. Di conseguenza, la caffeina non è inserita nella lista delle sostanze stimolanti che producono dipendenza.
