A kávé legvitatottabb összetevője a koffein, mely 0,4-0,8%-ban van jelen minden egyes arabica kávészemben. Ez kb. 1/4-e a robustáénak.
A koffein élénkíti a központi idegrendszert, serkenti az agyműködést, enyhíti a fejfájást és vízhajtó hatása is ismert. A szívizomra erősítő hatást gyakorol, ami szívgyengeségnél előnyös lehet. A gyógyszergyártásban is felhasználják, főleg felfájás és megfázás elleni készítményeknél. Szív és érrendszeri betegségben szenvedőknek nem javasoljuk. Számukra és a koffeinre érzékenyek számára megoldást jelent a koffeinmetes kávé fogyasztása.
Nagyon fontos összetevők a különféle savak, különösképpen a csersav, mely az élvezeti értéket rontja, és ha éhgyomorra fogyasztunk gyenge minőségű kávét, komoly gyomorproblémákat okozhat. A jó minőségű arabica kávékban a csersavtartalom lényegesen alacsonyabb, (kb. 20%-a) a kereskedelmi forgalomban kapható robusta kávékhoz viszonyítva.
Téves az a nézet, mely szerint a túlzott alkoholfogyasztás kellemetlen mellékhatásait ellensúlyozza a kávé. A legújabb kutatások szerint a koffein lassítja az alkohol felszívódását.