Kafein beynin kimyasal özelliklerini değiştirici etkiye sahiptir. Vücuda alınan kafein beynin uykuyla ilgili kısmını engelleyerek uyanıklık hissini devam ettirir.
Uyku sırasında adenozin molekülleri adenozin reseptörleri ile bağlanır. Adenozinlerin bağlanmasıyla sinir hücrelerinin aktivitesi yavaşlar ve kişiye uyuşukluk hissi verir. Bu bağlanma kan damarlarının genişlemesine yol açar. Bu sayede uyku sırasında daha çok oksijenin damarlardan geçmesi sağlanır. Adenozin günlük aktiviteler ile üretilir. Bir sinir hücresinde kafein adenozin reseptörlerine bağlanarak adenozin görevi görür. Ancak adenozin gibi hücre faaliyetlerini yavaşlatma özelliğine sahip değildir. Artık hücreler adenozini algılayamaz çünkü kafein adenozin reseptörlerini kontrolüne alır. Yani adenozin seviyesi yüzünden yavaşlama yerine, hücre aktivitesi hızlanır. Bu yüzden vücudu dinç tutar.