La cafeína es una sustancia capaz de atravesar la barrera hematoencefálica que impide a ciertas sustancias pasar de la sangre al cerebro. Cuando llega a nivel cerebral la cafeína se fija en los receptores de adenosina e impide a la misma adenosina que se fije. La cafeína actúa, pues, neutralizando la adenosina lo que se traduce en una deshinibición y en un aumento de la actividad cerebral. Además la cafeína provoca una liberación de adrenalina, de dopamina (y de glucosa a nivel del hígado) lo que tiene como consecuencia un aumento del ritmo cardíaco y de la presión arterial, entre otros efectos.