纵观人类历史，仅有几个咖啡因中毒事例，如果我们考虑到世界范围内有大量人喝咖啡和其他饮料（可乐、茶等），那么咖啡中毒案例在世界医学文献中极为罕见，这种物质对普通的消费者而言安全性很高，导致成年人死亡的剂量大约是5-10克咖啡因，相当于100多杯咖啡中的含量以及200瓶以上可乐类饮料的含量。这种事件非常罕见，一般是静脉内用和直接口服咖啡因后致死。
不过，较少剂量也可引起中毒症状，大约为1克，相当于饮用20-50杯咖啡，一些不习惯每天喝咖啡的人立刻会有反应。一些人的耐受性很高，因为他们每天喝咖啡，只有在大量饮用后才出现中毒现象。主要症状发生在中枢神经和心血管系统。失眠、不安和兴奋性增高是最初表现，人们感觉无法入睡、不安、不舒服和焦虑，随之有心动过速、耳鸣、目眩。肌肉紧张，心悸等。伴随剂量加大，还会出现呕吐、痉挛、昏迷甚至死亡。一些人可能死于休克或肺水肿伴有肺不张或心脏骤停。儿童抵抗咖啡因的作用较强，虽然大量摄取可发生中毒症状，但还没有死亡的报道。
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