คาเฟอิดีนใช้หลักในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์เนื่องจากคุณสมบัติกระตุ้นระบบประสาทส่วนกลาง ทำหน้าที่เป็นสารอ้างอิงในงานศึกษาทางเภสัชวิทยาที่สำรวจการยับยั้งตัวรับอะดีโนซีน ช่วยให้นักวิจัยเข้าใจกลไกที่เกี่ยวข้องกับความตื่นตัว การควบคุมการนอนหลับ และประสิทธิภาพทางความรู้ความเข้าใจ เนื่องจากมีความคล้ายคลึงทางโครงสร้างกับคาเฟอีน จึงมักใช้ในงานศึกษาประยุกต์เพื่อประเมินเส้นทางเมแทบอลิซึมและผลกระทบทางพฤติกรรมในโมเดลสัตว์ นอกจากนี้ คาเฟอิดีนยังใช้ในเคมีวิเคราะห์เป็นมาตรฐานสำหรับการตรวจจับและวัดปริมาณสารกระตุ้นในตัวอย่างทางชีวภาพ การประยุกต์ใช้ยังคงจำกัดอยู่ที่ห้องปฏิบัติการและการทดลอง โดยไม่มีใช้ทางคลินิกหรืออุตสาหกรรมอย่างแพร่หลาย