在冲泡过的咖啡中，人们已经发现了800多种风味和芳香化合物，对我们来说，钻研咖啡最激动人心的一点，就是弄明白这些化合物的形成原因，以及它们怎样影响咖啡的风味和口感。描写咖啡中化学物质的书有很多，但是让不研究化学的人读，不管摄入多少咖啡因都会犯困！所以，今天这篇文章我们只会介绍几种主要的化学物质。
酸类和糖类决定咖啡的风味我们（作为烘焙师和食客）对两类化合物特别感兴趣——碳水化合物（糖类）和有机酸。这两类化合物的相互作用对咖啡的影响，只要参考一下廉价白葡萄酒和“像样的”葡萄酒之间的区别，你就能理解了。廉价葡萄酒因为甜度低，只有一两种有机酸比较突出，所以味道尖锐，口感单薄，刺激性强。反观好的红葡萄酒，味道纯正、清爽，就是因为它们含有丰富的酸类，其中有些带有甜味和果味，这些是所有滋味和香味的基底。
酸类影响咖啡品质和复杂度咖啡生豆中天然含有一些我们熟悉的酸类，比如柠檬酸（存在于橙子、柠檬、青柠中）和苹果酸，还有一些醋酸类，是由糖类和其他化合物分解或反应形成的。咖啡的品质和复杂度取决于这些酸类在咖啡豆中所占的比例，而这个比例是由多种因素共同决定的，比如咖啡树品种、土壤中的矿物质含量、温度、湿度和烘焙深度。
未经烘焙的咖啡豆里最主要的酸类是绿原酸，占未烘焙豆净重的5%～10%，以草味、明亮或过重的酸味为特征，也会为咖啡增添苦味。大部分绿原酸会在烘焙过程中分解，形成其他酸类，比如咖啡酸和奎宁酸，这些酸的酸味和苦味没有那么突兀，在浓度较低的情况下，能为咖啡带来复杂的甘苦味。
糖类是咖啡甜味的主要来源咖啡豆里最重要的糖类之一是蔗糖，它能给成品带来明显的甜味。在烘焙过程中，随着咖啡豆颜色变深，糖分会分解，这是深焙咖啡尝起来比浅焙咖啡苦味重、甜味淡的原因之一。糖类分子焦糖化，与蛋白质发生美拉德反应，咖啡豆从而变成褐色，生成大批芳香化合物。在烘焙的各个阶段，焦糖化和美拉德反应会同时进行，咖啡焦糖化可以生成焦糖、奶油糖和香草的甜蜜香气，美拉德反应会带来“烘焙”味、花香味、辛香味和巧克力味。
咖啡豆中的蔗糖含量在果实成熟时达到顶峰，这就是为什么我们在选豆时，会优先选择强调全红果手工采摘的咖啡果所处理的咖啡生豆。罗布斯塔咖啡里的蔗糖（和绿原酸）含量显著低于阿拉比卡咖啡，因此，罗布斯塔烘焙后的风味复杂度比不上阿拉比卡，却比阿拉比卡要苦许多。
生物碱使咖啡风味谱更完整咖啡豆中还有一种重要的化合物是生物碱。咖啡中最出名的成分咖啡因就属于生物碱，同属生物碱的还有人们不太熟悉的葫芦巴碱。最初，咖啡凭借咖啡因的兴奋作用进入人类的视线，这一功效至今还是许多人喝咖啡及想喝咖啡的原因。咖啡因是苦的，苦味是整体风味谱的构成部分。葫芦巴碱也是苦的，不过在烘焙中可以分解掉一部分，葫芦巴碱有利于许多浓香型化合物的形成。分解后的葫芦巴碱会形成烟酸、维生素B3，每杯咖啡里含有1～3毫克（取决于咖啡浓度和冲泡方法，浓缩比滴滤中的含量高），两三杯咖啡就可以达到每日推荐摄入量——14～18毫克。
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