Alcune ricerche hanno dimostrato che le persone che assumono giornalmente almeno 100 mg di caffeina (all'incirca il contenuto di una tazza di caffè) possono sviluppare una dipendenza fisica che può dare vari sintomi in caso di interruzione del consumo quali mal di testa, dolori o rigidità muscolare, sonnolenza, nausea, vomito, calo del tono dell'umore e irritabilità. Il neurologo Roland Griffiths della Johns Hopkins University di Baltimora sostiene che i sintomi da astinenza da caffeina debbano essere classificati come "disturbi psicologici". Le sue ricerche suggeriscono tali sintomi comincino in genere tra le 12 e le 24 ore dopo l'interruzione del consumo e che possano durare fino a nove giorni. La tolleranza alla caffeina si sviluppa molto rapidamente. Quella relativa agli effetti di disturbo del sonno può insorgere dopo un consumo di 400 mg di caffeina 3 volte al giorno per 7 giorni, ma una completa tolleranza alla sostanza, consumando 300 mg per 3 volte al giorno, si sviluppa dopo 18 giorni.