Le caféier appartient au genre Coffea, qui compte plus de cent espèces botaniques dont deux seulement alimentent le commerce mondial. Coffea arabica fournit environ les deux tiers de la production, Coffea canephora, connue sous le nom de robusta, l'essentiel du reste. Les deux plantes diffèrent par leur génétique, leur culture, leur composition et le profil de tasse qu'elles donnent.
L'arabica est originaire des hauts plateaux d'Éthiopie et pousse entre six cents et deux mille mètres d'altitude. La plante est tétraploïde et autofertile, ce qui limite la diversité génétique des plantations et explique sa sensibilité aux maladies, en particulier à la rouille orangée du caféier. Son grain contient environ la moitié de la caféine du robusta et davantage de lipides et de sucres, ce qui donne une tasse plus acide, plus aromatique et moins amère. Les variétés cultivées se comptent par dizaines, typica et bourbon formant les deux souches historiques dont descendent caturra, catuai, SL28 ou pacamara. Le geisha, sélectionné au Panama à partir d'un matériel éthiopien, atteint dans les ventes aux enchères des prix sans rapport avec le reste du marché.
Le robusta pousse en plaine et jusqu'à huit cents mètres, dans des climats chauds et humides d'Afrique de l'Ouest et d'Asie du Sud-Est. Le Vietnam en est le premier producteur mondial, suivi du Brésil et de l'Indonésie. La plante résiste mieux aux parasites et aux maladies et produit davantage par hectare, ce qui explique son coût inférieur. Son grain, plus rond et marqué d'un sillon droit, donne une tasse corsée, terreuse, peu acide et nettement amère, avec une crème abondante et persistante en espresso. Les mélanges italiens en incorporent couramment de dix à trente pour cent pour cette raison. Les travaux de sélection menés depuis une vingtaine d'années ont produit des lots de robusta fins qui échappent au défaut de goût associé à l'espèce.
L'altitude agit sur la maturation de la cerise et donc sur la densité du grain. Un caféier planté haut subit des nuits fraîches qui ralentissent la croissance du fruit, concentrent les sucres et donnent un grain dur, apprécié pour sa complexité aromatique. Les mentions commerciales strictly high grown ou altura désignent ces lots d'altitude. La nature volcanique des sols, la pluviométrie et l'ombrage apporté par des arbres de couverture complètent les facteurs de terroir. Le réchauffement des zones de production déplace progressivement les cultures vers des altitudes plus élevées, mouvement documenté par les instituts de recherche agronomique et qui réduit la surface cultivable de l'arabica.
Le traitement de la cerise après la récolte marque le goût autant que la variété. La voie sèche, dite nature, consiste à faire sécher la cerise entière au soleil sur des aires ou des lits surélevés pendant deux à quatre semaines, puis à décortiquer le grain : la pulpe fermente au contact de la graine et donne des notes de fruits mûrs et un corps épais. La voie humide dépulpe la cerise dans les heures qui suivent la cueillette, fait fermenter le grain dans l'eau pour dissoudre le mucilage, puis le lave et le sèche : la tasse gagne en netteté et en acidité. Le traitement semi-humide, pratiqué au Brésil et en Indonésie, laisse une partie du mucilage sur le grain et occupe une position intermédiaire.
Deux approches commerciales se partagent le marché. Le mélange assemble des lots de plusieurs origines pour obtenir un profil constant d'une année sur l'autre, objectif que la variabilité des récoltes rend impossible avec un seul lot. Le café d'origine, vendu sous le nom d'un pays, d'une région, d'une coopérative ou d'une parcelle, assume au contraire cette variabilité et met en avant les caractères propres au terroir. L'étiquette d'un lot d'origine mentionne habituellement la variété botanique, l'altitude, le mode de traitement et l'année de récolte, informations qui permettent de comparer deux cafés sur autre chose que leur prix.