美国乔治亚大学研究指出，咖啡因不但可以帮助人在运动前热身，而且还可以透过减少剧烈运动中的肌肉疼痛感觉来提高运动成绩。加拿大奥委会运动医学专家、卑诗大学麦克盖文运动医学中心（Allan McGavinSports Medicine Centre）主任唐敦（Jack Taunton）说，这项研究非常新颖和重要。不过，他指出，如果参加比赛的选手摄入高剂量的咖啡因，可能会被禁止参加比赛，因为咖啡因是药物检验中禁止物质。「六杯浓咖啡就可以导致尿检结果呈阳性。」
乔治亚大学主持这项研究的科学家出版了一本书名为「疼痛的历程」（Journal ofPain）的书。他们并不是很清楚为什么咖啡因可以减少疼痛。但他们的研究发现，咖啡因透过堵塞一种与疼痛有关的叫作腺嘌呤核咁（adenisone）的化合物，在大脑和肌肉中都会发生疼痛减轻的作用。当肌肉收缩时，腺嘌呤核咁的浓度就会提高。研究的9名大学女生平时并不常喝咖啡，在此项研究中，她们定期对腿部四头肌进行锻炼。其中几个人服用一种咖啡片，这种咖啡片相当于两到三杯咖啡的量，另外几个人服用安慰剂。服用咖啡片的女生，疼痛感要比其他人减少25%～48%，这种疼痛感来自于这些女生定期锻炼的部位。
同时，乔治亚大学在对１６名因运动而腿部肌肉疼痛的成年男子的研究表明，止痛剂codeine 或者阿斯匹林在减少剧烈运动中的肌肉疼痛方面基本无效，而咖啡因却使他们的疼痛程度减少一半。
卑诗大学药理学教授麦克乃尔（John McNeill）说，传统上人们对腺嘌呤核咁的研究认为，腺嘌呤核咁能够导致人体疲劳和压抑，咖啡因的作用则是堵塞了腺嘌呤核咁的吸收，因而会导致疼痛感降低的效果。