Kafein; kasları, sinirleri, mide salgılarını uyarıcı ve metabolik hızı arttırıcı etkisi vardır. Kafeinin birçok farklı formu bulunmaktadır. Bunlar; kapsül, toz, likit, bitki, tablet, sakız, ağızda çalkalama, çubuk, jel, aerosol gibi. Bu formların çoğu yeni ortaya çıkmıştır ve atletik performansa etkisinin nasıl olduğu kesin değildir. Yapılan bir çalışmada sporcuların kafeini en çok kahve formunda tükettikleri görülmüştür. Egzersiz öncesi kafeinli kahve tüketiminin performansı arttırdığı gözlenmiştir. Antremanlardan 30-60 dakika önce 200-400 mg kafein içeren kahve tüketimi yeterlidir. Bu da yaklaşık olarak orta boy filtre kahve veya duble espressoya denk gelmektedir. 

Kafein yemekle birlikte tüketildiğinde daha yavaş sindirilirken, sakız formunda daha hızlı sindirildiği görülmüştür. Ağızdaki, sindirime yardımcı olan bukkal dokularını harekete geçirdiğinden sakız içerisinde tüketilen kafeinin emilim hızının daha yüksek olduğu görülmüştür. Kafein sakızını inceleyen bir çalışma, kapsül formuna göre daha hızlı emilim sağladığını göstermiştir. Bu bakımdan aerobik dayanıklılık üzerine bisikletçilerle yapılan çalışmalar, kafeinli sakız tüketiminin egzersizden 5 dakika önce tüketilmesini tavsiye etmektedir. Kapsül formunda alınan kafeinin ise diğer formlara kıyasla, tüketiline kadar, 2- 3 km daha uzun koşu mesafesi ortaya çıkardığı saptanmıştır. Benzer bir çalışmada da bisikletçiler üzerinde yapılmıştır. Bu çalışmada da karbonhidrat ve su alımı, kahveyle karşılaştırılmıştır. Kahve daha üstün gelmiştir ve sporcu performansında artış sağlamıştır. Bir başka çalışmada; kahve yoluyla alınan kafeinin performansa katkısının daha az olmasının sebebi kahve içerisinde bulunan kafein haricindeki (fazla süt, aromalar, krema ya da tatlandırıcılar gibi) bileşenlerin etkisi olduğu görülmüştür.

 Kafein tüketiminin direnç egzersizlerinde kasın gelişimine etkisi testosteron ve kortizol hormonunun daha yüksek olmasına bağlıdır.

Kafein, adenozin antagonisti olduğu için tüketimi sonrasında sempatik sinir sisteminin aktivitesini artırabilir ve böylece kas ağrısı hissiyatını azaltabilir.  Karbonhidrat ve kafein tüketiminde ki çalışmalar yetersizdir ancak enerji oluşumu ve dayanıklılık performansını artırdığını gösteren çalışmalar vardır. Aminoasit ve kafein tüketiminin de egzersiz ve bilişsel performansa katkı sağladığını gösteren çalışmalar vardır.

Kafein kullanımının terleme miktarına, egzersiz performansına, sıvı kaybına ve sıvı toparlanmasına olumsuz etkisi olmadığı görülmüştür. Kafein; yağ yakımını arttırır, beyin-kas aktivitesini geliştirir, vücut ısısını ve kalori yakımını arttırır. Kahvenin dozuna dikkat etmeliyiz. Doğru doz kişiden kişiden kişiye göre değişiklik gösterse de ortalama günlük 600 mg üzerine çıkılmaması gerekmektedir. Uyku problemi yaşayanların özellikle akşam saatlerinde kahve, çay ve kola tüketimini kesmeleri tavsiye edilir.

Kafein, düşük-orta dozlarda (3-6 mg/kg) tüketildiğinde, eğitimli sporcularda spor performansını arttırmaktadır. Yapılan bir araştırmada orta doz da (6 mg/kg) kafeinin bir futbolcunun top kontrolünü geliştirdiği görülmüştür. Çok yüksek doz da kafein (≥ 9 mg/kg) tüketimi performansta daha fazla artışa  neden olmaz. Hatta yüksek doz da kafein kullanımının titreme, endişe, saldırganlık, uykusuzluk, mide bulantısı vb. hislerde artışı performansı kötü etkilemektedir. Ayrıca aşırı doz da kafein alımının idrarla  kalsiyum atımını arttırdığı bildirilmiştir. Kafein takviyesinin egzersizden 60 dakika önce kullanılması tavsiye edilir.