在長期攝入的情況下，大劑量的咖啡因是毒品，會導致“咖啡因中毒”。咖啡因中毒包括成癮和壹系列的身體和心理不良反應，如緊張、易怒、焦慮、震顫、肌肉抽搐(反射亢進)、失眠和心悸(大多數人服用咖啡因是因為它的刺激作用，許多學生在準備考試和晚上工作時服用咖啡因片)。在嚴格的成癮性定義下，成癮性只是在劑量逐漸加大的情況下。咖啡因依賴更為恰當，但在壹個被廣泛接受的定義下，所有難以擺脫的慢性行為都被稱為成癮，因此也可以描述為咖啡因成癮。此外，由於咖啡因能增加胃酸，持續大劑量攝入會導致消化性潰瘍、糜爛性食管炎和胃食管反流病。但由於普通咖啡和無咖啡因咖啡都會刺激胃黏膜，增加胃酸分泌，所以咖啡因可能不是咖啡中的唯壹成分。《精神障礙診斷與統計手冊》(第四版)驗證的咖啡因引起的四種精神障礙包括咖啡因過度興奮、咖啡因焦慮、咖啡因睡眠障礙和其他咖啡因相關障礙。