「咖啡萃取」會在兩個階段發生。第一階段為熱水接觸咖啡粉、氣體溢散、迅速沖散咖啡顆粒並接觸到咖啡粉表面的那一刻。第二階段則是咖啡豆纖維吸收水分並膨脹的時刻，此時的熱水會帶出蘊藏在咖啡粉中的二氧化碳及揮發性香氣分子，咖啡顆粒也會跟著溶解，並以擴散（diffusion）方式進入周遭液體。萃取最初會迅速展開，並在咖啡粉的固體物質被帶進液體的過程中漸漸變慢。
咖啡的萃取速率會受到以下幾個因素影響，包括咖啡粉顆粒大小、咖啡漿（slurry，又譯咖啡水粉混合物）溫度、咖啡漿的濃度梯度（concentration gradient）、咖啡漿的攪拌（agitation）及沖煮水粉比例（brewing ratio）。若是咖啡粉顆粒細緻、水溫高、擾動（turbulence）多或是水粉比例較低，都會增加萃取速率。萃取總量則是萃取速率與水粉接觸時間（contact time）的加乘作用。
▍萃取品質
上述幾個因素會影響咖啡粉的固體萃取速率，不過，萃取風味的品質與平衡，則取決於萃取時的溫度、咖啡粉粒徑分布（particle size distribution）、沖煮用水的化學成分，以及水粉接觸時間。此外，咖啡粉層各部位的萃取比例是否一致（意即是否均勻萃取），對於咖啡風味也會有劇烈的影響。
整體而言，以下為影響萃取速率的幾項因素：
►咖啡漿溫度
►咖啡粉粒徑
►咖啡漿的濃度梯度
►攪拌與否
►沖煮水粉比例
在一定的萃取百分比（extraction percentage，即萃取率）之下，以下則是影響萃取品質的幾項因素：
►咖啡漿溫度
►咖啡粉粒徑分布
►沖煮用水的化學成分
►水粉接觸時間
►萃取的均勻度
▍萃取溫度
萃取時的溫度越高，萃取的速率也就越快，因為咖啡粉中絕大多數的化合物，會在溫度較高的狀態下，呈現較高的可溶（soluble）性。除了萃取速率之外，咖啡的風味也會受到萃取溫度的影響，因為各種化合物的相對溶解度會隨著溫度高低而有不同的變化。建議各位準備溫度足夠的熱水，讓咖啡漿溫度＊＊維持在攝氏91～94度。
咖啡漿的溫度測量相當重要，並非只要掌握接觸咖啡粉之前的水溫就夠，有太多因素會導致萃取過程中的真正溫度遠低於初始測量的水溫。例如，使用手沖（manual drip/ pourover）錐型濾杯與Chemex品牌濾壺，就會在沖煮過程中溢散許多熱能。
另外，咖啡粉與咖啡壺也會如同散熱器（heat sink）一般，從熱水汲取許多熱能，並降低咖啡漿溫度；除非兩者都能先預熱至沖煮水溫。當咖啡漿溫度低於攝氏91∼94度範圍時，可能會使咖啡出現酸味，而高於此範圍時，則會有較多的苦味、澀味（astringent）、尖酸或口感太過銳利。
▍擾動：攪拌與排氣
擾動發生在沖煮時，指咖啡粉、氣體與熱水三者之間混沌的混合過程。擾動的產生有兩個明顯的來源，其一是由外力造成的攪拌，會直接影響咖啡漿內的粉粒與水；另一則是來自咖啡粉溢散的氣體。攪拌造成的擾動會加速萃取，通常也會同時增進萃取的一致性。相較於此，由排氣（outgassing）或脫氣（degassing）形成的擾動，對於萃取速率與萃取均勻度則有更複雜的影響。
攪拌
不論咖啡粉或茶葉，加入攪拌因素都能增加其可溶物質四周的濃度梯度，並加速萃取過程。建議各位在沖煮時，固定於同一階段使用一致且容易重複的攪拌動作，如此便能確保每次沖煮都能呈現出穩定的結果。例如，比起隨機且迅速攪拌三圈，固定於某一階段緩慢攪拌一圈，更容易協助你重現上一次的沖煮成果；若攪拌的時間與強度都不穩定，就可能對萃取造成無法預期的影響。
攪拌時若控制得宜，便能增進萃取的均勻度。
排氣
咖啡豆內部結構多孔如同蜂巢，由許多不規則的腔室組成。其腔室壁由內含固體物質與油類的纖維（cellulose fiber）構成，裡頭包裹著處於加壓狀態的二氧化碳與揮發性香氣分子。
咖啡豆經研磨後將破壞部分腔體，並釋放出許多包裹其中的二氧化碳與香氣分子。據研究表示，藏在咖啡豆裡的二氧化碳，約有50%會在磨豆後的分鐘內釋出。而當熱水與咖啡粉接觸時，又會接著釋出咖啡粉中剩餘的二氧化碳，但因為二氧化碳在1大氣壓（標準大氣壓）的狀態下，無法溶解於高溫的熱水中，而這些溶不掉的二氧化碳氣體，便會與沖煮液體及咖啡粉混和，進一步產生擾動，並形成咖啡漿頂部膨脹隆起的泡發。
---本文摘自方言文化《咖啡沖煮的科學：掌握「四大沖煮原則」，打造個人化萃取曲線；選對器具與手法，在家煮出大師級美味》
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►第1～5章：咖啡萃取和測量介紹，並講解如何透過控制萃取參數改善咖啡風味。
►第6～10章：介紹各種沖煮理想咖啡的方式，並以圖文詳盡說明操作步驟。
►第11～12章：解說常被忽略的兩項咖啡品質決定因素：沖煮用水的科學與咖啡豆貯存要訣。
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《咖啡沖煮的科學》－作者給臺灣讀者的話
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