Kofeiinia on jo pitkään pidetty diureettina. On myös esitetty, että kofeiinia sisältävät juomat aiheuttavat dehydraatiota eli stimuloivat ylimäärin nesteiden poistumista kehosta. Tutkimukset kuitenkin osoittavat, että kohtuullisen kahvinjuonnin jälkeen erittyvä virtsamäärä tasaantuu vuorokauden kuluessa. Kohtuullinen kahvimäärä voidaan myös laskea osaksi päivittäistä nesteen saantia.
Lisääntynyttä virtsaamista on usein pidetty diureesin ja dehydraation indikaattorina. Virtsan keräämisajanjaksolla on kuitenkin merkittävä vaikutus saatavaan tulokseen. Tämä on nähtävissä verrattaessa kahta tutkimusta, joissa kofeiiniannostus oli sama, mutta virtsan keräämisajankohdassa oli eroavuutta.
Robertsonin ym. (1978) tutkimukseen viitataan usein, kun esitetään kofeiinin lisäävän dehydraatiota. Tässä tutkimuksessa seurattiin 250 mg:n kofeiinin kerta-annoksen vaikutusta 3 tunnin virtsanerityksen volyymiin verrattuna kontrolliin. Virtsan eritys lisääntyi kofeiinin nauttimisen jälkeen. Grandjeanin ym. (2000) tutkimuksessa selvitettiin puolestaan kerta-annoksina annetun kofeiinin (114 mg tai 253 mg) ja veden vaikutusta 24 tunnin erityksen määrään. Toisin kun Robertsonin tutkimuksessa, virtsan volyymit olivat samat. Kofeiinin aiheuttama virtsan erityksen lisäys siis kompensoituu vähemmällä erityksellä myöhemmin vuorokauden sisällä.
Tätä tukee myös Passmoren ym. (1987) tutkimus. Siinä 350 mg:n kerta-annos kofeiinia lisäsi virtsan eritystä kolmessa tunnissa verrattuna kontrolliin, mutta ero oli hävinnyt neljässä tunnissa. Tutkimukset, joissa virtsankeräämisaika on lyhyt, voivat olla harhaanjohtavia.
Kofeiinin diureettinen vaikutus näyttää olevan annosvasteinen. Neuhauser-Bertholdin ym. (1997) tutkimuksessa annettiin koehenkilöille päivän aikana 642 mg kofeiinia 6 kupillisessa vahvaa kahvijuomaa, mikä jaettiin kahdeksi kerta-annokseksi. Tämä nosti merkitsevästi virtsan eritystä verrattuna veteen, mikä osoittaa, että suuret kofeiiniannokset saattavat aiheuttaa nestehukkaa. Tutkimuksen koehenkilöt olivat kahvinjuojia, jotka olivat olleet kuuden päivän ajan juomatta kahvia ennen koetta.