커피는 카페인(caffeine)과 트리고넬린(trigonelline)과 클로로젠산(chlorogenic acid)을 함유하고 있으며 이중 카페인은 중추신경이나 근육을 자극하는 작용을 한다.
따라서, 커피를 마시면 상쾌한 느낌이나 흥분이 전해지며 피로 회복이나 각성작용이 있다. 이뇨작용이 있으며, 두통, 특히 편두통에 약효가 있다. 그러나 카페인은 커피의 쓴맛과 상관이 없다. 커피의 쓴맛은 볶을 때에 당류가 탄 캐러멜에 의해서이다. 그중 클로로겐산이라는 화합물은 화학반응을 일으켜 다양한 커피의 맛을 낸다.
커피 쓴맛의 주 요인은 클로로겐산에서 생긴 클로로겐산 락톤이다. 볶는 시간이 길면 화합물이 분해되면서 더 진한 쓴맛을 낸다.
이 쓴맛의 정체는 페닐인데인 이라 부른다. 커피의 쓴맛은 결국 볶는 시간에 따라 달라진다.