剛進口的咖啡豆通常約有 12% 的水分，而當咖啡豆處於從 500 到 800 度華氏的高烘焙溫度，當咖啡豆熱起來，水份也蒸發。大部份的水分都在烘焙過程中的前幾分鐘釋放出來，雖然通常美國的烘焙時間約是 15 分鐘，這前幾分鐘可能是 5 分鐘或是長至一個小時。在 8 分鐘後， 豆子的溫度會提高至 300 度華氏而且豆子會失去綠色，轉換成黃色並開始變成褐色。在華氏 260 到 370 度之間，在 11 到 12 分鐘的時候，更多的水分會慢慢地散發，咖啡豆的溫度達到 390 度華氏，咖啡變成淡咖啡色。在 14 分鐘時，豆子的溫度達到 410 度華氏，顏色變成中度咖啡色。在 16 分鐘時，豆子的溫度達到 440 度華氏，顏色變成深咖啡色，幾乎等於是法式烘焙。如果再烘焙一分鐘，溫度會超過 450 度華氏，且在 465 度華氏，失重 20% 時變成意大利口味與深深咖啡色的豆子。

 

　　實際上的時間控制，溫度與顏色的變化會依據炒豆的方法、循環週期、豆子的種類、原本水分含量、加熱的速度 … 等，而不是整個過程普遍性的描述。在所有烘焙的情況下，真正重要的是有大量的熱氣在 400 度華氏時從咖啡豆中釋出，這是所謂的高溫分解或焦糖的化學分解。 Sivetz 在 1974 年底發明溫度與時間測量方法，在 1975 六月，漢堡的 A.S.I.C 會議中發表證明熱量的釋放是可以測量的而且是直接關係到生豆烘焙的品質，也就是種植在最高緯度且最香的豆子釋放出最多的熱氣，緯度較低的溫和水洗豆，釋放出較少的熱氣，最低緯度的羅布斯達豆沒有熱氣釋放出來。

 

　　高溫分解作用產生乙醛和其他吸引人的咖啡香味，此香味的出現與維持都相當短暫。 高溫分解作用決定咖啡口味能持續多久。 也就是，我們能允許烘焙出多深的咖啡，一些高溫分解作用下由咖啡所揮發出的化學物有二氧化碳、乙醛、酮、乙醚、醋酸、甲醇、蔬菜油、水蒸氣、甘油。 烘焙後特別不好的氣味有酸，與辛辣嗆人的氣味。 咖啡烘焙的過程在連續式烘焙機通常需要 7 分鐘， 4 匹袋烘焙機則需要 12 到 15 分鐘。當烘焙時間超過半小時，咖啡豆會有平淡的烘烤味而不是濃郁的香氣。烘焙過程通常伴隨著清脆的爆破聲與大多是藍色水蒸氣所形成的油煙。當一得到理想的咖啡顏色時，咖啡豆必須馬上從極熱的火源上倒出，且快速正確地用四周的空氣與噴灑水霧來冷確。冷卻咖啡豆時，大部分的水分會蒸發掉，即使噴灑少量的水霧，幾乎沒有任何水分會被咖啡豆所吸收。冷卻好的豆子會使高溫分解作用停止。若維持豆子的高溫會使香味降低很多。