2003年，研究小组最初的研究发现，不常摄入咖啡因的男大学生，运动前一小时摄入大剂量的咖啡因，随后进行持续30分钟的中等强度自行车运动，发现大腿肌肉疼痛率明显降低。接下来他们分别给予不同剂量的咖啡因，发现缓解肌肉疼痛的效果与咖啡因的剂量相关。随后，他们才做了以上的试验，结果发表在最新一期《疼痛杂志》上。

对于咖啡因减轻肌肉疼痛的机理目前还不很清楚，可能的解释是咖啡因通过阻断身体内的腺苷受体而起的作用，而腺苷是一种引起疼痛的化学物质。

不过，上述研究结果都基于不经常摄入咖啡因的受试者而得出，而且受试者人数较少。可能对经常摄入咖啡因的人不太适用，因为他们对咖啡因止痛效果的敏感性较低。

虽然这个效果还有待深入研究，但咖啡因减轻运动后肌肉疼痛比目前常用的一些镇痛药，如阿司匹林、萘普生和布洛芬的效果要好，至少是对那些不经常摄入咖啡因的人来说确是如此。尽管这样，对某些人来说，运动前服用咖啡因还需谨慎。太多的咖啡因会产生一些副作用，如神经衰弱、心悸和睡眠障碍等。