Cafeïne of coffeïne is een alkaloïde die onder andere voorkomt in koffiebonen, thee, maté, guarana en cacaobonen. De alkaloïden zijn een groep stoffen waartoe ook genotmiddelen zoals nicotine en cocaïne behoren. Ook in de geneeskunde gebruikte stoffen zoals morfine en codeïne zijn alkaloïden. De systematische naam van cafeïne is 1,3,7-trimethylxanthine. De chemische formule van cafeïne is C8H10N4O2.
Cafeïne is ook de opwekkende stof in een aantal frisdranken zoals Coca-Cola en Dr Pepper. Soms wordt zij toegevoegd aan pijnstillers zoals paracetamol, omdat lage doseringen cafeïne pijnverlichtend kunnen werken. Sinds enkele jaren is ook de invloed van cafeïne op de stofwisseling bekend, waardoor cafeïne een veel gebruikt ingredient is van populaire vetverbranders (ook wel fatburners genoemd) zoals Stacker. Cafeïne heeft adrenerge effecten: zij stimuleert het zenuwstelsel, de hartslag en de ademhaling. Bij regelmatig gebruik kan gewenning optreden en plotseling stoppen met de inname kan dan zorgen voor hoofdpijn, een sterke afname van de bloeddruk en andere ontwenningsverschijnselen. Dit komt regelmatig voor bij mensen die op het werk veel koffie drinken en dan in het weekeinde hoofdpijn hebben.