A quantidade de cafeína presente no café é, na verdade, altamente variável, dependendo de vários fatores, incluindo a planta individual da qual os grãos são colhidos, como os grãos são processados e como o café é preparado. Uma única xícara de café normal pode conter entre 65 e 175 miligramas de cafeína. Um café mais concentrado, como o expresso, pode conter cerca de 50 miligramas em uma única porção, enquanto os cafés descafeinados contêm cerca de 2 a 4 miligramas em uma porção.
A primeira variável envolvida na determinação da quantidade de cafeína existente no café é o tipo de planta de onde vêm os grãos. A planta Coffea arabica, preferida para a produção de café porque os grãos tendem a ter um sabor superior, tem menos cafeína que a planta C. robusta. Às vezes, os produtores fazem misturas com grãos de ambas as espécies para equilibrar o sabor com o desejo por mais cafeína. As plantas de café individuais também produzem vários níveis de cafeína, dependendo da variedade, onde é cultivado e como é manuseado durante o período de crescimento.
Quando os grãos de café são colhidos, eles já apresentam níveis variados de cafeína, não apenas de planta para planta, mas às vezes na mesma planta. A quantidade de cafeína presente no café também é determinada pela forma como os grãos são armazenados, manuseados e processados. Além de serem explicitamente descafeinados com tratamentos químicos, os grãos também podem ser expostos ao calor, umidade e outras condições, que têm impacto no teor de cafeína.
Quer os consumidores trabalhem com café moído ou grãos inteiros, eles próprios moem, a maneira como preparam o café tem impacto na quantidade de cafeína presente em cada xícara. Usar mais pó aumentará o nível de cafeína, assim como pode variar a quantidade de calor e pressão a que os grãos são submetidos. Os espressos, por exemplo, têm alto teor de cafeína porque são feitos com grãos bem embalados e submetidos a altas temperaturas e pressões, levando a uma maior extração de cafeína do que com café gotejado ou coado.
Alguns estudos foram realizados sobre o teor médio de cafeína encontrado em variedades populares de café. Muitos desses estudos não são muito úteis para consumidores interessados no consumo de cafeína, no entanto, porque muitas variáveis estão envolvidas, desde o ano em que os grãos foram colhidos até como os pesquisadores os manejaram quando realizaram os testes. As pessoas que procuram mais cafeína podem preferir cafés e expressos feitos por gotejamento. Os cafés instantâneos tendem a ter menos cafeína.