咖啡因的製作方法主要包括天然物提取法和全合成法。
天然物提取法主要是從茶葉、咖啡豆、可可等天然物質中提取咖啡因。以茶葉為例，具體的步驟如下：
將適量的茶葉放入提取器的紙筒中，加入乙醇，然後在燒瓶中再加入乙醇，加熱回流提取，直到提取液顏色較淺為止。
提取液用活性炭脫色，然後趁熱抽濾，得到棕色液。
通過蒸餾回收乙醇，將剩餘液趁熱倒出，加入生石灰粉，攪成漿狀，然後在蒸汽浴上蒸乾成粉狀。
最後，通過升華法分離，可以得到咖啡因。
全合成法主要包括尿素法和二甲脲法。尿素法是由氯乙酸經過一系列化學反應，包括中和、氰化、酸化等，得到氰乙酸，然後與尿素縮合得到氰乙醯脲，再經過環合、酸化、亞硝化、還原、醯化、甲基化等反應得到咖啡因。二甲脲法則是由尿素和一甲胺縮合成二甲基脲，然後經過類似的反應步驟得到咖啡因。
此外，還有半合成法，例如從可可提取可可鹼，然後甲基化得到咖啡因。以及使用有機溶劑萃取咖啡因，如二氯甲烷，或者使用二氧化碳超臨界流體萃取咖啡因。