咖啡因，化学式为C8H10N4O2，是一种甲基黄嘌呤生物碱化合物，是一种中枢神经兴奋剂，用于多种目的，包括治疗早产儿的呼吸系统疾病、缓解疼痛和对抗困倦，也用于各种化妆品中，可以外用、口服、吸入或注射。有咖啡因成分的咖啡、茶、软饮料及能量饮料十分畅销，因此，咖啡因也是世界上最普遍被使用的精神药品。
物质来源
咖啡因是一种植物生物碱，天然存在于某些植物和树木的种子、叶子和果实中，可作为天然杀虫剂。作为天然杀虫剂，它能使吞食含咖啡因植物的昆虫麻痹。人类最常使用的含咖啡因的植物包括咖啡、茶及一些可可。其他不经常使用的包括一般被用来制茶或能量饮料的
巴拉圭冬青和瓜拿纳树。两个咖啡因的别名：马黛因和瓜拿纳因子就是从这两种植物演化而来。
世界上最主要的咖啡因来源是
咖啡豆（咖啡树的种子），同时咖啡豆也是咖啡的原料。咖啡中的咖啡因含量极大程度上依赖于咖啡豆的品种和咖啡的制作方法，甚至同一棵树上的咖啡豆中的咖啡因含量都有很大的区别。一般来说一杯咖啡中咖啡因的含量从阿拉伯浓缩咖啡中的40毫克到浓咖啡中的100毫克。深焙咖啡一般比浅焙咖啡的咖啡因含量少，因为烘焙能减少咖啡豆里的咖啡因含量。
阿拉伯咖啡的咖啡因含量通常比
中果咖啡低。 咖啡也含有痕量的
茶碱，但不含
可可碱。
茶是另外一个咖啡因的重要来源，每杯茶的咖啡因含量一般只有每杯咖啡的一半，决定于制茶的强度。特定品种的茶，例如
红茶和
乌龙茶，比其他茶的咖啡因含量高。茶含有少量的可可碱以及比咖啡略高的茶碱。茶的制作对于茶有很大影响，但是茶的颜色几乎不能指示咖啡因的含量。
由
可可粉制的巧克力也含有少量的咖啡因。
巧克力是一种很弱的兴奋剂，主要归因于其中含有的可可碱和茶碱。一条典型的28克牛奶巧克力与脱咖啡因咖啡的咖啡因含量差不多。
咖啡因也是软饮料中的常见成分，例如可乐，最初就是由
可乐果制得。一瓶软饮料中一般含有10毫克至50毫克的咖啡因。能量饮料，例如红牛，每瓶含有50毫克咖啡因。这些饮料中的咖啡因来源于它们所用的原始成分或由脱咖啡因咖啡所得的添加剂，也有是通过化学合成的。瓜拿纳，很多能量饮料的基本成分，含有大量的咖啡因及少量的可可碱。自然存在的缓释赋形剂中含有少量茶碱。
理化性质
密度：1.23g/cm3
熔点：234-238℃
蒸汽压：9.0×10-7 mm Hg（25℃）
外观： 白色结晶性粉末
气味：无味
味道：苦
pH：水的饱和溶液呈弱酸性
溶解性：微溶于水（25℃下每升水溶解21.6 g），可溶于吡咯，微溶于石油醚，可溶于含约4%水的四氢呋喃，微溶于乙醇、乙醚、氯仿，可溶于碱性溶液
化学稳定性：受热会分解出有毒的氮氧化物
分子结构数据
摩尔折射率：50.38
摩尔体积（cm3/mol）：133.399
等张比容（90.2K）：364.549
表面张力（dyne/cm）：55.771
极化率（10-24cm3）：19.97
计算化学数据
计疏水参数计算参考值（XlogP）：-0.1
氢键供体数量：0
氢键受体数量：3
可旋转化学键数量：0
拓扑分子极性表面积（TPSA）：58.4Å
重原子数量：14
表面电荷：0
复杂度：293
同位素原子数量：0
确定原子立构中心数量：0
不确定原子立构中心数量：0
确定化学键立构中心数量：0
不确定化学键立构中心数量：0
共价键单元数量：1
用途
咖啡因作为药物有以下用途，可用作中枢神经系统兴奋剂，短期治疗早产儿呼吸暂停，预防和治疗早产引起的支气管和肺发育不良，对慢性呼吸系统疾病如哮喘和慢性阻塞性肺疾病有一定的抗炎作用。此外，它还适用于与苯甲酸钠联合治疗过量使用中枢神经系统抑制药物引起的呼吸抑制。咖啡因有广泛的非处方用途，在能量补充剂、运动增强产品、疼痛缓解产品以及化妆品中都有发现。咖啡因也可用作食品添加剂、调味剂。咖啡因在农药领域也具有一定应用。咖啡因与酒石酸麦角胺一起用于治疗血管性头痛，如偏头痛和丛集性头痛（组胺性头痛）。
注意事项
由于咖啡因可能促进胃溃疡，有消化性溃疡史的患者应谨慎使用该药。由于咖啡因可能引起心律失常，一般建议有症状的心律失常和/或心悸的患者以及急性心肌梗死后的最初几天到几周内避免使用咖啡因。
在开始用咖啡因柠檬酸盐治疗之前，应测量先前接受茶碱治疗的新生儿的基线血清咖啡因浓度，因为早产儿将茶碱代谢为咖啡因。同样，在产前摄入咖啡因的母亲所生婴儿的基线血清咖啡因浓度也应该测量，因为咖啡因很容易通过胎盘。当血清咖啡因浓度超过50微克/毫升时，有严重的毒性。茶碱在任何途径给药后都会产生胃肠道刺激和中枢神经系统刺激。茶碱类均对胃粘膜有一定的刺激性。最常见的胃肠道不良反应（包括局部和中枢介导的）包括恶心、呕吐、胃脘痛、腹部痉挛、厌食，以及罕见的腹泻。儿童对中枢神经系统的不良影响通常比成人更严重，包括头痛、易怒、不安、紧张、失眠、头晕、反射性眩晕。
急救措施
眼睛：首先检查受害者是否有隐形眼镜，如果有就摘掉。用水或生理盐水冲洗受害者的眼睛20到30分钟，同时打电话给医院。没有医生的明确指示，不要在受害者的眼睛里放任何药膏、油或药物。如果出现症状（如发红或刺激），应立即将患者送往医院。
皮肤：立即用水冲洗受影响的皮肤，同时脱掉并隔离所有受污染的衣服。用肥皂和水轻轻地彻底清洗所有受影响的皮肤区域。如果出现发红或刺激等症状，立即呼叫医生，并准备将受害者送往医院治疗。
吸入：立即离开污染区域；深呼吸新鲜空气。如果出现症状（如喘息、咳嗽、呼吸短促或口腔、喉咙或胸部有灼烧感），请就医，并准备将患者送往医院。为进入未知环境的救援人员提供适当的呼吸保护。尽可能使用自给式呼吸器（SCBA）；如果没有，使用大于或等于防护服建议的防护等级。
食入：不催吐。如果受害者是有意识的，没有抽搐，给1或2杯水稀释化学物质，并立即打电话给医院或中毒控制中心。如果医生建议，准备好将受害者送往医院。如果病人抽搐或失去知觉，不要用嘴给药，确保病人的呼吸道畅通，让病人侧卧，头低于身体。不要催吐。立即将受害者送往医院。
管制
中华人民共和国把咖啡因列为“精神药品”管制，属于一种毒品。根据《
中华人民共和国刑法》第347条，走私、贩卖、运输、制造毒品，无论数量多少，都应当追究刑事责任，予以刑事处罚。按刑法第347条及最高人民法院的解释，涉及“数量大”（200公斤以上）者最高刑罚为死刑，涉及“数量较大”（50公斤以上但不满200公斤）者处7年以上有期徒刑。刑法第348条把非法持有“数量大”或“数量较大”的毒品列为可判处监禁的罪行。
中国台湾地区“行政院消保会”于2006年8月1日则推行咖啡因分级制度，主要针对台湾主要十一家连锁咖啡店的现煮咖啡，包括浓缩咖啡或其他类型，推动按照红色、黄色、绿色颜色差异标示来提醒消费者每杯咖啡的咖啡因含量。其中红色为200-300毫克或以上、黄色为100-200毫克、绿色为100毫克以下。这项措施不具强制性，但业者多半配合，只是标示方式未必清楚，有些标在菜单上，有些则印制成传单让消费者索取。
药典信息
来源
本品为1,3,7-三甲基-3,7-二氢-1H-嘌呤-2,6-二酮一水合物或其无水物，按干燥品计算，含C5H10N4O2不得少于98.5%。
性状
本品为白色或带极微黄绿色、有丝光的针状结晶或结晶性粉末，无臭，有风化性。
本品在热水或三氯甲烷中易溶，在水、乙醇或丙酮中略溶，在乙醚中极微溶解。
熔点
本品的熔点（通则0612第一法）为235-238°C。
鉴别
1、取本品约10mg，加盐酸1mL与氯酸钾0.1g，置水浴上蒸干，残渣遇氨气即显紫色，再加氢氧化钠试液数滴，紫色即消失。
2、取本品的饱和水溶液5mL，加碘试液5滴，不生成沉淀，再加稀盐酸3滴，即生成红棕色的沉淀，并能在稍过量的氢氧化钠试液中溶解。
3、本品的红外光吸收图谱应与对照的图谱（光谱集1289图）一致。
检查
溶液的澄清度
取本品1.0g，加水50mL，加热煮沸，放冷，溶液应澄清。
有关物质
照薄层色谱法（通则0502）试验。
溶剂：三氯甲烷-甲醇（3:2）。
供试品溶液：取本品适量，加溶剂溶解制成每1mL中约含20mg的溶液。
对照溶液：精密量取供试品溶液适量，用溶剂定量稀释制成每1mL中约含0.10mg的溶液。
色谱条件：采用硅胶GF254薄层板，以正丁醇-丙酮-三氯甲烷-浓氨溶液（40:30:30:10）为展开剂。
测定法：吸取上述两种溶液各10µL，分别点于同一薄层板上，展开，取出，晾干，在紫外光灯（254nm）下检视。
限度：供试品溶液如显杂质斑点，与对照溶液的主斑点比较，不得更深。
干燥失重
取本品，在105°C干燥2小时，减失重量不得过8.5%，如为无水咖啡因，在105°C干燥1小时，减失重量不得过0.5%（通则0831）。
炽灼残渣
不得过0.1%（通则0841）。
重金属
取本品0.50g，加水20mL，加热溶解后，放冷，加醋酸盐缓冲液（pH3.5）2mL与水适量使成25mL（必要时滤过），依法检查（通则0821第一法），含重金属不得过百万分之十。
含量测定
取本品约0.15g，精密称定，加醋酐-冰醋酸（5:1）的混合液25mL，微温使溶解，放冷，加结晶紫指示液1滴，用高氯酸滴定液（0.1mol/L）滴定至溶液显黄色，并将滴定的结果用空白试验校正。每1mL高氯酸滴定液（0.1mol/L）相当于19.42mg的C8H10N4O2。
类比
中枢兴奋药。
贮藏
密封保存。
安全信息
安全术语
S16：Keep away from sources of ignition - No smoking.
远离火源，禁止吸烟。
S36/37：Wear suitable protective clothing and gloves.
穿戴适当的防护服和手套。
S45：In case of accident or if you feel unwell, seek medical advice immediately (show the lable where possible).
发生事故时或感觉不适时，立即求医（可能时出示标签）。
风险术语
R22：Harmful if swallowed.
吞食是有害的。