Большинство исследований, посвященных кофеину, были нацелены исключительно на те виды спорта, которые требуют [[Повышение физической выносливости (препараты, средства)|повышенной выносливости]]. Главный их вывод заключается в том, что большинству таких спортсменов кофеин помогает добиться лучших спортивных результатов. Существуют три версии, объясняющие подобную реакцию. Первая из них изначально считалась наиболее правдоподобной и связана со способностью кофеина стимулировать сжигание жира на энергиюс образованием энергии. Кофеин способствует выработке [[адреналин]]а — гормона, который ускоряет попадание жирных кислот в кровьи является стимулятором ЦНС. При начальной физической нагрузке мышцы используют доступные для выработки энергии жирные кислоты, сохраняя нетронутыми запасы мышечного [[гликоген]]а. Отдельные научные исследования подтвердили эту теорию.

Третья версия может фактически стать ключевой для понимания того, каким образом кофеин заставляет вас ощущать, что вы выполнили меньший объем работы, чем на самом деле. Согласно данной версии это объясняется тем, что кофеин вследствие его непосредственного воздействия на центральную нервную систему может обеспечить психологический эффект, заставляя атлетов чувствовать, что они работают не так интенсивно, или каким-то образом максимально увеличивать силу мышечных сокращений. Теперь мы знаем, что кофеин не обладает свойством проникать через гема́то-энцефали́ческий барье́р и препятствовать действию аденозина[[аденозин]]а, нейропередатчика[[Нейромедиаторы|нейромедиатора]], вызывающего сонливость за счет замедления активности нервных клеток. В мозге кофеин внешне выглядит как Кофеин похож структурно на аденозин и может сращиваться связываться с аденозиновыми рецепторами на мозговых клетках. Но кофеин не обладает тем же действием, что и аденозин, он не замедляет активности нервных клеток. Вместо этого он стимулирует выработку адреналина[[адреналин]]а, гормона, улучшающего самочувствие во время занятий. В настоящее время это преобладающая версия, максимально подтвержденная научными исследованиями.