คาเฟอีนซึ่งพบในกาแฟ ชา น้ำอัดลม และเครื่องดื่มชูกำลังเป็นยาเสพติดออกฤทธิ์ต่อจิตประสาทที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในโลก

ดร.ราหุล จันเดียล ประสาทศัลยแพทย์แลนักวิทยาศาสตร์ ศูนย์วิจัยโรงพยาบาล ได้เขียนไว้ในหนังสือ Neurofitness หรือภาษาไทยในชื่อ สมองฟิต-ฟิตสมอง กล่าวว่า ในสหรัฐฯ มีผู้ใหญ่ร้อยละ 85 ดื่มเครื่องดิ่มที่มีคาเฟอีนอยู่ ไม่ชนิดใดก็ชนิดหนึ่ง

คาเฟอีนเป็นสารกระตุ้นระบบประสาทส่วนกลาง ช่วยลดความอ่อนล้าและความง่วง ทั้งยังช่วยลดระยะเวลาในการตอบสนอง พัฒนาอารมณ์ สมาธิ และการประสานงานของร่างกายให้ดีขึ้น การออกฤทธิ์ของคาเฟอีนเห็นได้ชัดเจนจนนักกีฬามืออาชีพจำนวนมากบริโภคคาเฟอีนอย่างสม่ำเสมอในระหว่าการแข่งขัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งกีฬาที่ต้องใช้ความทนทาน

แต่ฤทธิ์ของคาเฟอีนที่ส่งผลต่อการเรียนรู้และความจำนั้นยังไม่ชัดเจน งานศึกษาส่วนใหญ่ไม่ได้เห็นประโยชน์โดยตรง ขณะที่การตรวจสอบหลักฐานทางวิทยาศาสตร์มักได้ข้อสรุปว่า "การใช้คาเฟอีนจำนวนน้อยไม่ช่วยอะไร" และเมื่อใช้ในปริมาณสูงขึ้นก็กลับให้โทษ แต่เนื่องจากผู้คนมักรู้สึกดีขึ้นและตื่นตัวขึ้นหลังจากได้รับคาเฟอีนคนจำนวนมากจึงมองว่ามันเป็นยาบำรุงสมองอย่างหนึ่ง

พบงานศึกษาซึ่งตีพิมพ์ในปี 2015 โดยผู้ทดลองได้ทำการทดลอง ให้คนในช่วงวัยที่กำลังศึกษาระดับวิทยาลัยดื่มเครื่องดื่มชูกำลังยี่ห้อหนึ่งที่มีวางขายทั่วไปในปริมาณน้อย และอีกส่วนหนึ่งดื่มยาหลอกที่มีหน้าตา และรสชาติเหมือนกันแต่ไม่มีคาเฟอีน ผลปรากฏว่าร้อยละ 90 คิดว่า ตนทำแบบทดสอบประสิทธิภาพด้านการรู้คิด ระยะสั้นและระยะยาวได้ดีขึ้น ทว่าโดยเฉลี่ยผู้ที่ดื่มเครื่องดื่มคาเฟอีนกลับทำแบบทดสอบได้ไม่ดีเท่ากับผู้ที่ดื่มยาหลอก

อีกงานศึกษาเมื่อปี 2016 ให้ผลแตกต่างออกไป ผู้เข้าร่วมทดสอบ 43 คนได้รับกาแฟที่มีคาเฟอีนและสกัดคาเฟอีนออก แล้วประเมินผลโดยการทดสอบเกี่ยวกับความจำและการวางแผนด้านการบริหาร ผลทดสอบพบว่า ประสิทธิภาพด้านการวางแผน การคิดเชิงสร้างสรรค์ และความจำเพิ่มขึ้นอย่างมาก "ด้วยเหตุนี้ผมจึงเรียกคาเฟอีนว่า ยาบำรุงสมองครับ" ดร.ราหุล จันเดียลกล่าว

ดร.ราหุล จันเดียลยังเผยวิธีบริโภคคาเฟอีนอย่างฉลาดยิ่งขึ้น นั่นคือ การบริโภคคาเฟอีนในปริมาณที่เหมาะสมที่สุด จะเป็นประโยชน์ต่อความตื่นตัวและสมาธิ และเกิดผลข้างเคียง เช่น ความกังวลและอาการนอนไม่หลับ น้อยที่สุด เนื่องจากการเผาผลาญและการขับถ่ายของเราแตกต่างกัน 

ชาร์ก ไรฟ์แมน นักวิจัยที่สถาบันแอปพลิเคชั่นซอฟต์แวร์เพื่อการคพำนวณประสิทธิภาพสูงทางเทคโนโลยีชีวภาพแห่งกระทรสงกลาโหมสหรัฐอเมริกา จึงพัฒนาอัลกอริธึมขึ้นเพื่อคำนวณค่าดังกล่าว ในงานศึกษาทีาไรฟ์แมนเป็นหัวหน้าการคำนวณค่าตามอัลกอริธึมนี้ทำให้ความตื่นตัวเพิ่มขึ้นถึงร้อยละ 64 โดยใช้คาเฟอีนปริมาณเท่ากับผู้เข้าร่วมบริโภคตามปกติหรือไม่เช่นนั้นผู้เข้าร่วมจะมีความตื่นตัวในระดับปกติดังดิมได้โดยบริโภคคาเฟอีนลดลงร้อยละ 65

Harvard T.H. Chan School of Public Health เผยคาเฟอีนพบตามธรรมชาติในผลไม้ ใบไม้ และเมล็ดกาแฟ ต้นโกโก้ และกัวรานา นอกจากนี้ยังมีในเครื่องดื่มและอาหารเสริม 

กาแฟ

• กาแฟที่ชงแล้ว 1 ถ้วยหรือ 8 ออนซ์ มีคาเฟอีนประมาณ 95 มก. 
• กาแฟสำเร็จรูปในปริมาณเท่ากันมีคาเฟอีนประมาณ 60 มก. 
• กาแฟที่ไม่มีคาเฟอีนมีคาเฟอีนประมาณ 4 มก. 

เอสเพรสโซ
1 ช็อตหรือ 1.5 ออนซ์มีคาเฟอีนประมาณ 65 มก.

ชา

• ชาดำ 1 ถ้วยมีคาเฟอีนประมาณ 47 มก. 
• ชาเขียวมีประมาณ 28 มก. 
• ชาที่ไม่มีคาเฟอีนมี 2 มก. 
• ในส่วนของชาแบบสมุนไพรไม่มีเลย 

โซดา

• กระป๋องโคล่าหรือไดเอตขนาด 12 ออนซ์มีคาเฟอีนประมาณ 40 มก.
• Mountain Dew ในปริมาณที่เท่ากันมีคาเฟอีน 55 มก.
• ช็อคโกแลต (โกโก้) ดาร์กช็อกโกแลต 1 ออนซ์มีคาเฟอีนประมาณ 24 มก. ในขณะที่ช็อกโกแลตนมมีปริมาณคาเฟอีนถึงหนึ่งในสี่

กัวราน่า
เมล็ดพืชจากอเมริกาใต้ที่แปรรูปเป็นสารสกัดในอาหาร เครื่องดื่มชูกำลัง และอาหารเสริมชูกำลัง เมล็ดกัวรานามีปริมาณคาเฟอีนประมาณสี่เท่าของเมล็ดกาแฟ เครื่องดื่มบางชนิดที่มีสารสกัดจากเมล็ดพืชเหล่านี้สามารถมีคาเฟอีนได้มากถึง 125 มก. ต่อหนึ่งหน่วยบริโภค

เครื่องดื่มชูกำลัง

• เครื่องดื่มชูกำลัง 1 แก้วหรือ 8 ออนซ์มีคาเฟอีนประมาณ 85 มก. 
• อย่างไรก็ตามเครื่องดื่มชูกำลังโดยทั่วไปจะมีปริมาณอยู่ที่ 16 ออนซ์ ซึ่งเพิ่มคาเฟอีนเป็นสองเท่าเป็น 170 มก.
• เครื่องดื่มชูกำลังแบบช็อต มีความเข้มข้นมากกว่ารูปแบบปกติ ช็อตขนาดเล็ก 2 ออนซ์มีคาเฟอีนประมาณ 200 มก.
• อาหารเสริมคาเฟอีนมีประมาณ 200 มก. ต่อเม็ด หรือปริมาณในกาแฟชง 2 แก้ว