脱咖啡因咖啡中会残留少量的咖啡因，约占3%。
咖啡豆必须浸泡数小时才能去除咖啡因。
除咖啡碱有几种方法，但是大多数咖啡豆都要浸泡几个小时。这个过程可以去除97%的咖啡因，也可以去除大部分的风味分子。然后用活性炭过滤掉浴缸里的咖啡因，咖啡豆浸泡后重新吸收味道。或者，可以用一批初的咖啡豆来浸浴使后续批次的咖啡在烘焙过程中不会损失这些分子。
咖啡通常在烘焙过程中脱咖啡因。
比如瑞士水处理，纯净水处理，或者山水处理，这些方法不使用化学物质来去除咖啡因。
脱咖啡因咖啡仍然含有一些咖啡因，对于那些必须完全避免使用兴奋剂的人来说可能是个问题。
化学过程相似，包括间接法和间接法，热水在咖啡豆中循环，去除咖啡因和风味分子。洗澡时去掉咖啡豆，水用与咖啡因结合的氯甲烷处理。将水加热到114华氏度（45.5摄氏度）会破坏氯甲烷化合物，咖啡豆会吸收咖啡因，当咖啡豆重新进入浴缸时，咖啡豆会重新吸收它们的味道这被称为间接法，因为咖啡豆从不直接接触甲基氯乙烷。
氯甲烷是一种剧毒致物，但是在103.55华氏度（39.75摄氏度）下很容易被破坏。咖啡在大约200华氏度（93摄氏度）下酿造，在400华氏度（204摄氏度）下烘烤。研究表明，任何残留的化学残留物都远远低于美国食品和药物管理局（FDA）设定的百万分之十的限量。
直接法用于声称，"天然脱咖啡因咖啡"这个过程使用乙酸乙酯，在一些水果中发现的一种天然分子，很容易与咖啡因结合。方法与上述类似，只是咖啡豆不会从浴缸中取出，直接与乙酸乙酯接触。乙酸乙酯在104摄氏度（40摄氏度）下沸腾，并在这个过程中加热浴液。乙酸乙酯不是致物。
使用氯甲烷和乙酸乙酯去除后，再转售给第三方，用于消费品。
德国人Ludwig Roselius是1900年个设计脱咖啡碱工艺的人。他将自己的咖啡称为"无咖啡因"，后来简称为"Sanka，"通用食品公司在1932年收购并开始销售后，这个名字在全世界都得到了认可。
咖啡豆在烘焙前会被去除。