咖啡提神的核心在于咖啡因阻断了大脑的“疲劳信号”。我们大脑中，腺苷分子会随着清醒时间延长而积累，并与特定受体结合，向大脑发送“需要休息”的信号，这就是我们感到困倦的原因之一。咖啡因的分子结构与腺苷相似，能抢先与这些受体结合，却不会触发疲劳信号。被阻断的腺苷无法传递困意，同时，咖啡因还会促进肾上腺素和多巴胺的释放，让人感到精神振奋、注意力集中。不过，这种阻断是暂时的。通常咖啡因在摄入后15-45分钟起效，4-6小时后作用减半。长期饮用会产生耐受性，需要更多量才能达到相同效果。突然停止可能引起头痛、疲劳等戒断症状，因为被长期抑制的腺苷受体突然变得敏感。有趣的是，咖啡因对不同人效果差异很大，这与基因决定的代谢速度有关。有人下午喝咖啡就影响睡眠，有人晚上喝照样安睡，这都源于肝脏中分解咖啡因的酶活性不同。
