La cafeína inhibe y detiene el crecimiento de la planta si se proporciona en concentraciones suficientemente grandes. El medicamento interfiere con la capacidad de la planta para regular sus niveles celulares de calcio.
Mientras que la cafeína actúa como un estimulante cuando es consumida por los humanos, no causa la misma reacción en las plantas. En los seres humanos, la cafeína interactúa con los receptores de adenosina del cerebro, aumentando el estado de alerta. Las plantas carecen del sistema nervioso que hace posible esa respuesta y, en cambio, sufren el otro efecto secundario de la cafeína: la interferencia con la regulación del calcio.
Al igual que los humanos, las plantas requieren calcio. La cafeína puede hacer que una planta libere su calcio celular, inhibiendo o desacelerando sus funciones celulares que requieren el nutriente. Los experimentos han demostrado que algunas plantas pueden soportar una pequeña cantidad de cafeína, pero en concentraciones suficientemente grandes, sus semillas pueden estar atrofiadas o no germinar en absoluto.
Si bien la cafeína en sí misma puede ser tóxica para las plantas, agregar los posos de café al suelo de un jardín no es necesariamente perjudicial y se ha demostrado que tiene efectos positivos para algunas plantas. Los suelos son una gran adición a los jardines o al compost en el hogar porque agregan nutrientes como el nitrógeno y el fósforo al suelo. También mejoran el drenaje, ayudan a mantener fuera las plagas naturales del jardín y brindan a los jardineros conscientes del medio ambiente una forma de reciclar sus posos de café.