Ao realizar uma análise das propriedades bioquímicas da cafeína, pode-se identificar que ela exerce efeitos positivos na fadiga de curto prazo, e beneficia a fibra muscular no exercício de intensidade elevada e curta duração, como o levantamento de peso. Mas nem todos se veem beneficiados pelos efeitos da substância, pois somente as pessoas que não tenham o hábito de ingeri-la (através de chás, refrigerantes de cola, café, etc.) conseguem obter os benefícios da ingestão da cafeína antes do treinamento.
Estudos indicam que as pessoas que não estão habituadas à cafeína, veem aumentado seu ritmo metabólico e respiratório em repouso, assim como um aumento no nível no plasma de ácidos graxos livres tanto em repouso como em exercício, mas em indivíduos que consomem cafeína habitualmente, os efeitos são reduzidos.
Reporta-se, além disso, que a cafeína em combinação com efedrina e aspirinas produz uma mescla de propriedades lipotrópicas que pode ajudar o aumento da massa corporal líquida. Outro estudo indica que os atletas que consomem pouca cafeína podem tomar uma dose de 10mg de cafeína entre 3 e 4 horas antes do exercício em jejum para conseguir que esta substância se converta em ajuda ergogênica durante sessões de exercício intenso.
Recomenda-se aos atletas a não ingerir cafeína juntamente com monoidrato de creatina, pois a cafeína anula seus efeitos ergogênicos.
Deve-se considerar que em doses adequadas, a cafeína consegue estimular o sistema nervoso central, o músculo cardíaco, o sistema respiratório. Além disso, deve-se considerar que reduz a sensação de cansaço, melhora a percepção, funciona como vaso dilatador e é um antidoto em casos de intoxicação alcoólica.
Antes de consumir a cafeína, os atletas devem conhecer seu nível de tolerância à substância. Em doses excessivas, a partir de sete copos diariamente, a cafeína pode produzir irritabilidade, insônia ou arritmia cardíaca.