Las sobredosis mortales de cafeína son relativamente raras, y generalmente requieren dosis concentradas de un mínimo de varios gramos para una LD50 de al menos 150 mg / kg. (Como un lado interesante, se han reportado sobredosis fatales en gaviotas que han ingerido café descartado).
Aunque los efectos estimulantes de la cafeína se atribuyen a su antagonismo de adenosina, un importante inhibidor del sistema nervioso, también con efectos poderosos en los procesos cardiovasculares, la toxicidad de la cafeína es un fenómeno complejo que involucra múltiples mecanismos y sistemas de retroalimentación.
La vasoconstricción cerebral, las arritmias cardíacas, las convulsiones, la hipertensión peligrosa y el coma se han asociado con altas sobredosis de cafeína, y la muerte por sobredosis de cafeína suele implicar un colapso cardiovascular, según los informes de casos.
