Koffein tilhører familien af heterocykliske forbindelser, der kaldes puriner. Det har det systematiske navn 3,7-dihydro-1,3,7-trimetyl-1H-purin-2,6-dion og er også kendt som 1,3,7-trimetylxantin og 1,3,7-trimetyl-2,6-dioxopurin. Koffein kan klassificeres som et alkaloid, en betegnelse for stoffer, der produceres som slutprodukt af kvælstofskiftet i nogle planter. Den kemiske formel er C8H10N4O2.
Koffeins virkning kan påvirkes af genetiske forskelle. Den spontane indtagelse af koffein ser ud til at blive påvirket af en polymorfi i adenosin A2A-receptoren. Sandsynligheden for at have ADORA2A 1083TT-genotypen falder med stigende, regelmæssigt koffeinindtag. Dvs. at der kan være et biologisk grundlag for trangen til at indtage koffein, og at personer med denne genotype kan være mindre følsomme over for virkningen af koffein. Nedbrydningen af koffein påvirkes muligvis af forskellige ekspressioner af genet, der koder for det enzym, der er ansvarligt for 95 % af nedbrydningen af koffein (cytochrom P450 1A2-isozymet). Denne forskel opdeler muligvis befolkningen i grupper, der nedbryder koffein hurtigt eller langsomt.
I Europa findes der ingen officielle retningslinjer for indtagelse af koffein for den almene befolkning. I 1983 behandlede EUs Videnskabelige Komite for Levnedsmidler de helbredsmæssige konsekvenser af indtagelse af koffein i en rapport med titlen »Report of the Scientific Committee for Food on Caffeine«. Komiteen konkluderede dengang, at der ikke var nogen påviselig grund til bekymring for kræftfremkaldende eller mutagene virkninger af koffein hos mennesker ved indtagelse af normale mængder. Data afslørede ingen fosterbeskadigende virkninger hos mennesker endsige skadelig indvirkning på menneskers forplantningsevne, ligesom de ikke understøttede en sammenhæng mellem indtagelse af koffein og negative resultater af graviditet. Selv om der ikke blev foreslået nogen fast grænse for den almene befolkning, lød anbefalingen, at gravide kvinder højst indtager 300 mg koffein om dagen. Den canadiske sundhedsstyrelse, Health Canada, er en af de første officielle myndigheder, der har foreslået en sikker grænse for indtagelse af koffein, nemlig højst 400 mg om dagen.
