Кофеин је главни активних састојак [[кафа|кафе]]. Осим у семену кафиног дрвета, он се налази још у преко 60 других биљних врста, као што су, напримерна пример, чај, [[гуарана]], кола и друге. Хемијски, кофеин је уско повезан са сличним једињењима као што су [[теофилин]] и [[теобромин]], а који се такође могу наћи заједно са кофеином у бројним биљним врстама. Непржена зрна кафе, у зависности од сорте, могу да садрже од 0,9 - 2,6% кофеина, а након пржења преостаје од 1,3 до 2% кофеина. Међу сортама, такозвана ''кафеарабика'' садржи мање алкалоида од типа робуста-кафе.<ref name="baltes_S400" /> Ферментирани и осушени листови чаја, такозвани ''црни чај'' садржи, као неферментирани ''зелени чај'',<ref name="tacsub" /> садрже око 3–3,5 % кофеина.<ref name="baltes_S400" />
У биљкама (нарочито у незаштићеним клицама и ембрионима) он делује као [[инсектицид]], који одређене инсекте убија или омамљује.<ref name="frisch" />
