咖啡因的兴奋作用一般持续3-5小时，实际时间受个体代谢差异、摄入量、饮用习惯等因素影响。
咖啡因进入人体后约15-45分钟达到血液浓度峰值，此时提神效果最明显。健康成年人代谢咖啡因的平均半衰期为5小时，意味着摄入后5小时内血液咖啡因浓度会降低一半。代谢速度较快者可能2-3小时即消除兴奋感，而孕期女性或肝功能异常者代谢时间可能延长至8小时以上。常规剂量下，一杯标准美式咖啡的兴奋作用通常在4小时左右逐渐消退。
部分人群因基因差异导致肝脏细胞色素P450酶活性较低，对咖啡因的分解能力较弱，其兴奋持续时间可达6-8小时。长期大量饮用咖啡者可能产生耐受性，同等剂量下兴奋持续时间缩短1-2小时。空腹饮用时吸收速度加快但代谢速度不变，可能使有效作用时间延长。同时摄入高脂肪食物会延缓咖啡因吸收，导致兴奋感延迟但持续时间不受显著影响。
建议根据自身代谢情况调整咖啡饮用量和饮用时间，避免下午三点后摄入以免影响夜间睡眠。敏感人群可选择低咖啡因饮品，饮用后适当增加水分摄入促进代谢。若出现心慌、失眠等不适，可通过轻度运动加速血液循环帮助代谢，但避免在兴奋期内进行高强度脑力或体力活动。
