咖啡烘焙是在高溫下使咖啡生豆發生焦化作用，烘焙徹底改變生豆內部的物質從而產生新的化合物，重新組合形成香氣與醇味。而這種作用只會在高溫的時候發生，如果只使用低溫則無法造成分解作用，不管烘得再久都烘不熟咖啡豆。

一般人認爲烘焙沒什麼，只是用火將生豆煎熟而已，事實上咖啡的處理過程中烘焙是最難的一個步驟，它是一種科學也是一種藝術。所以在歐美國家裏有經驗的烘焙師傅，享有極受尊重的地位。

烘焙的進行可分爲3個階段烘乾、高溫分解與冷卻。

1.烘乾(即脫水)。

這個階段佔整個烘焙過程的一半。

脫水初期，生豆開始吸熱，內部的水份逐漸蒸發，顏色漸漸的由青色轉爲黃色或淺褐色，銀皮開始脫落，可聞到淡淡的草香味。

這個階段最主要的作用是去除咖啡生豆中的水份，控制溫度來間接控制均勻脫水，使其不會蒸發得太快，從而避免發生焦黑狀態。

2.高溫分解

當烘焙到約攝氏160度左右，咖啡豆內的水份會蒸發爲氣體，開始衝出咖啡豆的外部，

這時候豆子的內部會由吸熱轉爲放熱，並出現第一次爆裂，一爆。在一爆之後又會轉爲吸熱，此時咖啡豆內部的壓力極高，可達到25個大氣壓。高溫與壓力開始解構原有的組織形成新的化合物，造就咖啡的口感與味道，到達190度左右，吸熱與放熱的轉換動作又將再度發生，於是第二次爆裂，二爆。咖啡豆由褐色轉變爲深褐色，漸漸進入重烘焙的階段。

3.冷卻

咖啡在烘焙後一定要立即冷卻，迅速停止高溫裂解作用，將風味鎖住，否則豆子內部的高溫會繼續發生作用，將會燒掉芳香的物質。

冷卻的方法可爲2種一爲氣冷式;一爲水冷式

● 氣冷式

氣冷式需大量的冷空氣，在於3~5分鐘之內迅速爲咖啡豆降溫，在專業烘焙的領域中，烘焙機都會有附有一個拖盤，在拖盤中還有一個可旋轉的推動臂。在烘焙完成時豆子會自動送入拖盤，此時拖盤會啓動底部的風扇，吹送冷風，並且由推動臂翻攪咖啡豆，進行冷卻動作。氣冷式雖慢但乾淨而不污染，較能保留住咖啡的香醇，該種機器爲精選咖啡業者所採用。

● 水冷式

水冷式的作法是在咖啡豆的表面噴上一層水霧，讓溫度迅速下降，由於噴水量的多寡很重要，需要精密的計算與控制，而且會增加咖啡豆的重量，屬於一般大型的的商業咖啡烘焙。