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咖啡因是世界上使用范围最广的药物之一，尽管这个词有负面的含义，总的来说，咖啡因对人类来说是一种良性甚至是有益的物质。咖啡因不仅可以提高精神警觉性和情绪状态，还能提高运动成绩。每天早上喝一杯咖啡可以降低二型糖尿病、胆结石等发病率。
适量的摄入咖啡因被认为是对身体有益的，尤其在锻炼或比赛之前、之中和之后，咖啡因对跑步者来说都是一个不错的选择。
运动前的咖啡因
有研究表明，在锻炼前的摄入咖啡因可以提高短跑成绩，跑者可以全力以赴的持续4-5分钟或更持久的耐力运动。在较短距离的运动项目中，咖啡因可以明显的增加肌肉补充，从而达到提高成绩的效果。而在较长距离的运动项目中，咖啡因可以延缓疲劳感的到来。咖啡因通过增加运动时大脑中被称为内啡肽的激素的浓度来达到这一目的。内啡肽可以影响情绪状态，减少疼痛感，并创造幸福感。
近年来，有研究表明，携带某些变异CYP1A2基因可能无法从运动前咖啡因摄入中获得性能优势，相反在某些情况下甚至会变慢。然而，最新的研究数据表明，这一人群数量相当少。因此，一般来说，咖啡因对运动表现有促进作用。
除了遗传因素，另一个可控因素是咖啡因在日常生活中的作用，这可能会影响运动前摄入咖啡因是否会提高跑步成绩。
最新的研究表明，对于平时不习惯喝咖啡、不消耗其他咖啡因来源、或者那些在使用咖啡因作为一种运动辅助之前至少休息一段时间的运动员来说，咖啡因是有效的。由西班牙一所大学发表的研究资料证明了这一点。研究人员对受试者在两个20天的时间段内的骑行表现做了对比。一个时间段每天摄入咖啡因，另一个时间段每天不摄入咖啡因。结果发现咖啡因带来的骑行表现提升在六天后几乎消失了。
值得注意的是，本研究选择的受试者通常都是轻度咖啡因使用者，还需要进一步的研究来确定习惯性咖啡因使用者是否需要暂时停止喝咖啡来从运动前摄入咖啡因中获益。
对于咖啡因的剂量来说，新西兰研究人员的分析报告称，在大多数运动员中，每公斤体重3至6克咖啡因的剂量产生了最大的成绩提高。
运动中的咖啡因
2008年，英国伯明翰大学进行了一项针对咖啡因的研究。他们研究咖啡因在运动中对外源性碳水化合物的影响。
在两个小时的室内自行车测试中，骑车人接受6%葡萄糖溶液、6%葡萄糖溶液加咖啡因或者接受普通水的摄入。研究人员发现，摄入含咖啡因碳水化合物的骑车人比摄入不含咖啡因碳水化合物的骑车人消耗碳水化合物的比率高26%。该研究的作者得出结论，咖啡因可能增加了肠道葡萄糖的吸收率，更快地为工作肌肉提供燃料。表现出来的是延缓疲劳感。
运动后的咖啡因
这里并不是在谈论摄入咖啡因来产生快乐之外的感受，而是如何在锻炼前摄入咖啡因可以让你在锻炼后感觉更好。2007年佐治亚大学的研究表明，运动前摄入咖啡因可以大幅减少运动后的肌肉酸痛。然而，这是普通咖啡因使用者不太能忍受的另一种效果。所以，在大型比赛或重要的马拉松训练前的一周内戒掉咖啡因，在当天早上服用，跑者会有更好的运动表现，而且在之后可以加快肌肉的修复。
