शरीर के वजन और कैफीन सहिष्णुता पर निर्भर, कैफीन की अधिक मात्रा, आम तौर पर 300 मिलीग्राम से अधिक, लेने से केंद्रीय तंत्रिका प्रणाली के अति-उत्तेजन की स्थिति पैदा हो सकती है, जिसे "कैफीन इंटॉक्सीकेशन" (कैफीन मादकता) (DSM-IV 305.90) कहा जाता है, या बोलचाल की भाषा में जिसे "कैफीन जिटर्स" कहते हैं। कैफीन मादकता के लक्षण अन्य उत्तेजकों के ओवरडोज या अधिक मात्रा के विपरीत नहीं हैं। इसमें अधीरता, बेचैनी, घबराहट, उल्लासोन्माद, अनिद्रा, चेहरे की तमतमाहट, अधिक पेशाब आना, गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल गड़बड़ी, मांसपेशी की फड़कन, सोच व बातचीत का असम्बद्ध प्रवाह, चिड़चिड़ापन, अनियमित या तेज ह्रदय स्पंदन और साइकोमोटर हलचल शामिल किये जा सकते हैं। बहुत ज्यादा ओवरडोज की स्थिति में, उन्माद, अवसाद, निर्णय लेने में गड़बड़ी, स्थितिभ्रान्ति, अनियंत्रण, भ्रम, मतिभ्रम और मनोविकृति हो सकती है और हाब्ड़ोमायोलायसिस (rhabdomyolysis) (कंकालीय मांसपेशियों के ऊतकों का टूटना) पैदा हो सकता है।

बहुत ज्यादा खुराक से मौत भी हो सकती है। मुंह के माध्यम से दिया जाने वाला औसत घातक खुराक (LD), चूहों के लिए प्रति किलोग्राम पर 192 मिलीग्राम है। इंसानों में कैफीन का वजन और व्यक्तिगत संवेदनशीलता पर निर्भर करता है और अनुमानतः प्रति किलोग्राम शारीरिक द्रव्यमान पर 150 से 200 मिलीग्राम होता है, मोटे तौर पर एक सीमित समय सीमा में औसत व्यस्क व्यक्ति द्वारा 80 से 100 कप कॉफी पीना हाफ-लाइफ अर्थात अर्द्ध जीवन काल पर निर्भरता है। हालांकि कैफीन की घातक खुराक नियमित कॉफी से मिलना असाधारण रूप से कठिन है, कैफीन की गोलियां खाने से मौत की खबर है, कैफीन के 2 ग्राम से ज़रा अधिक की खुराक लेने से अस्पताल में भर्ती होने लायक गंभीर लक्षण पैदा हो सकते हैं। इसका एक अपवाद फ्लवोक्सामाइन (fluvoxamine) जैसी दवा लेना हो सकता है, जो कैफीन के चयापचय के लिए जिम्मेवार यकृत एंजाइम को रोक देती है, इस तरह केन्द्रीय प्रभाव में वृद्धि हो जाती है और कैफीन की सघनता नाटकीय रूप से 5 गुना बढ़ जाती है। यह प्रतिदिष्ट नहीं है, लेकिन कैफीनयुक्त पेयों के कम उपयोग के लिए यह अत्यधिक सलाहयोग्य है, क्योंकि एक कप कॉफी पीने का असर सामान्य स्थिति में पांच कप पीने के बराबर का होगा। हृदय प्रणाली पर कैफीन के प्रभावों द्वारा वेंट्रीक्युलर फिब्रीलेशन (ventricular fibrillation) (रक्त में अधिक मात्रा में फाइब्रिनोजन का पाया जाना) से मृत्यु हो जाया करती है।

गंभीर कैफीन मादकता का उपचार आमतौर पर सिर्फ मददगार होता है, तत्काल लक्षण का ही इलाज प्रदान करता है, लेकिन अगर रोगी में कैफीन के सीरम का स्तर बहुत ऊंचा है तो फिर पेरिटोनियल डायलिसिस (peritoneal dialysis), हेमोडायलिसिस (hemodialysis) या हेमोफिल्ट्रेशन (hemofiltration) की जरुरत पड़ सकती है।

कार्बनिक विलायक द्वारा निष्कर्षण
याददाश्त और विद्या प्राप्ति पर प्रभाव
बच्चों पर प्रभाव
कैफीन मादकता