Koffein verteilt sich im gesamten Körper und gelangt so in das Blut des ungeborenen Kindes. Man hat früher vermutet, dass der Koffeinkonsum bei Schwangeren mit einer Verzögerung der embryonalen Entwicklung einhergehe. In einer Studie von 1982 werden diese mutmaßlichen Zusammenhänge zwischen Kaffeekonsum und Schwangerschaftskomplikationen sowie niedrigerem Geburtsgewicht widerlegt. Nach einer Untersuchung von 1983 ist die Verweilzeit des Koffeins im Organismus im zweiten und letzten Drittel der Schwangerschaft dreimal so lang wie vor der Schwangerschaft, was am veränderten hormonellen Stoffwechselgeschehen liegt.
Die Leber des Neugeborenen kann nur stark eingeschränkt Koffein abbauen: Die Halbwertszeit beträgt zwei bis vier Tage und sinkt beim drei bis fünf Monate alten Kind auf 14 Stunden. Nur etwa ein Prozent des von der Mutter aufgenommenen Koffeins wird über die Muttermilch an den Säugling abgegeben. Folgen der längeren Verweildauer des Koffeins für den Organismus sind bisher nicht bekannt. Da der Übergang von Koffein in die Muttermilch nur recht gering ist, sind pharmakologische Wirkungen beim Säugling während der Stillzeit nicht zu erwarten.
Bei einigen Krankheiten sollte in jedem Fall auf koffeinhaltigen Kaffee verzichtet werden, beispielsweise nach einem Herzinfarkt oder bei erhöhter Funktion der Schilddrüse. Häufig ist in solchen Fällen entkoffeinierter Kaffee empfehlenswert. Bei einer starken Koffeinempfindlichkeit ist dennoch Vorsicht geboten, denn es gibt keinen Kaffee, der wirklich völlig koffeinfrei ist. Nach der Kaffeeverordnung darf im »entkoffeinierten Kaffee« noch 0,1 Prozent Koffein enthalten sein. Die Bezeichnungen »koffeinarm« und »koffeinfrei« sind für Kaffee nicht mehr gebräuchlich. Dass das Kaffeegetränk für empfindliche Personen weniger bekömmlich ist, liegt nicht nur an dem darin befindlichen Koffein, sondern auch an den beim Rösten entstehenden Röststoffen, den Wachsen auf der Kaffeebohne und den darin vorkommenden Kaffeegerbsäuren.