يعرف الكافيين بأنه يمكن أن يكون علاجًا للصداع النصفي وسببا لحدوثه في نفس الوقت، مما يجعل من الصعب على المرضى معرفة المقدار المناسب لهم لتجنب الصداع النصفي. يساعد الكافيين على منع الأدينوزين، وهو جزيء في نوبات الصداع النصفي، من الإرتباط بالمستقبلات في المخ، لذلك يستخدمه كثير من الأشخاص كعلاج في المنزل؛ ويدخل أيضًا كمكون أساسي في العديد من أدوية الصداع النصفي، في حين يقول بعض الذين يعانون من الصداع النصفي أن تناول الكافيين يمكن أن يؤدي إلى صداع نصفي أيضا. تقول إليزابيث موستوفسكي وهي باحثة في علم الأوبئة القلبية بمركز بيث إسرائيل للشماس الطبي في بوسطن: "إن الكافيين شىء معقد جدا لأنه أحيانًا ما يكون ضارًا وأحيانا أخرى يكون مفيدًا لذلك فالأمر مرتبط بالجرعة نفسها". والجدير بالذكر أن موستوفسكي شارك في دراسة جديدة نشرت بالمجلة الأمريكية للطب والتي تساعد على تحديد هذا التوازن بين الفوائد والمخاطر، حيث أشارت النتائج إلى أن تناول ثلاث حصص من المشروبات المحتوية على الكافيين مثل القهوة والشاي والنسكافيه في يوم واحد يمكن أن يسبب الصداع النصفي.