La caffeina può essere considerata doping in quanto la Commissione medica del CIO (Comitato olimpico internazionale) ha appurato che veniva assunta dagli atleti ad alti dosaggi per le sue proprietà eccitanti: a tal fine la caffeina veniva somministrata prevalentemente in forma di preparato farmacologico (es. pastiglie). Per non vietare del tutto la possibilità d bere bevande contenenti caffeina è stato quindi fissato un valore minimo di 12 microgrammi di caffeina per ml di urina: solo se la concentrazione della caffeina nel campione di urina di un atleta supera questo valore il risultato del controllo viene dichiarato positivo. Poiché non è possibile stabilire in maniera certa quale sia la dose di caffè che consente di raggiungere tale livello, è quindi consigliabile non ingerire più di 6-8 tazzine di espresso nelle tre ore precedenti una gara sportiva.
La caffeina, in particolare, può avere effetti positivi sulle prestazioni migliorando l’attenzione e la resistenza sul lungo periodo (es. ciclismo), seppur in maniera molto variabile da persona a persona. Dopo l’assunzione per via orale la caffeina è rilevabile nel sangue già nel giro di 5 minuti persistendo per molte ore (il tempo di dimezzamento della caffeina nel sangue varia dalle 3 alle 6 ore).