炒豆過程是在加熱生豆，發展咖啡香氣與口味的主要過程。所散發出來的香氣與口味是由每種生豆的原有特性所決定。炒豆的深淺度是取決於生豆種類、市場需求或烹煮方式。使用哪種烘焙機器控制着炒豆深淺程度。即使各種生豆本身的化學與物理成分都不同，這些成分在炒豆的過程中即使程度上有些許不同，但原理都是相似的。
烘焙是一個使充滿的水分的生豆，暴露在快速加熱至 400 度華氏 (200 度攝氏) 的烘熱的過程。在這個溫度， 咖啡豆的內部產生高溫分解作用。短暫的放熱過程發生了。咖啡豆的溫度提高到 392 至 410 度華氏 (200 到 210 度攝氏) ，同時咖啡豆也散失了 4 至 6% 的重量。生豆有着 12% 的水分，若從此算起，炒豆過程總共會失去 16 至 18% 的水分。在烘焙的過程中，水分損失越多，咖啡豆顏色越深。咖啡豆的顏色也是在快速失去重量的過程中所形成的。大部分的糖分會改變加上咖啡豆會持續膨脹 (約是原本豆子大小的兩倍) ，表面也同時出現裂痕。
高溫分解作用剛開始時，生豆中約 7.5% 的葉綠素微減，炒好的豆子中只剩約 4% 。生豆的 PH 值約爲 6.0 ，在高溫分解作用剛開始時逐漸降至 5.5 ，然後再淺炒的豆子中降至 4.9 。基本上，這個過程是一個用熱分解生豆中的有機物質的乾式蒸餾法。炒豆在達到所理想中的口味時停止，是相同於在達到理想中的高溫分解與失重程度。炒豆停止時機是由豆子
烘焙中的深淺度所決定，也可由咖啡豆在烘焙機的溫度控制系統下的溫度所決定。重點是，糖的高溫分解作用與焦糖化的程度，決定了理想的咖啡口味與香氣。
烘焙過程裏的失重過程有兩種速度。第一種是慢速，是因爲豆子中的水分蒸發所造成。第二種是快速的高溫分解作用。當失去水分的速度加快時，豆中的二氧化碳會急速增加。這轉換的時機是在高溫分解作用剛開始時產生，即是在約 365 度華氏 (185 度攝氏 ) 或約爲從生豆失去 10% 水分時產生。雖然 2% 的二氧化碳的釋放速度是計算標準，但在美味的淺炒豆方式 1% 二氧化碳的釋放度是有可能的。 這些上述的普遍炒豆現象，在各類咖啡中是非常相似的，即使是很不同的 Robustas ( 羅布斯達豆 ) 如：爪哇咖啡。但這些相似性不可與生豆中原有不同的大小、種類、含水量，及其他的因素，影響每批豆子發展理想的口味的速度快慢混爲一談。
淺炒的豆子含有較多的酸，所以適合用礆性水的地區。較低等級的咖啡豆有着口味差的特性，這些特性會因爲淺炒而輕易顯現出來。所以通常我們用深炒的方式將豆中特有不好的揮散物驅離。從之前的討論，混合已經
烘焙好的豆子是有很多好處的。習慣性與當地人們喜愛的口味通常是決定炒豆的深淺程度。在城市中，通常炒豆是比平常較深的，就像是我們所說的 " 城市炒法 " 。這種炒法，比法式炒法要淺，且沒有任何過焦的特性，是常給咖啡製造商用來準備即溶咖啡的原料。因爲比起在家中烹煮咖啡，在工廠的過濾過程有較多的碳水化合物做成水溶液，較多的碳水化合物味道必須用深炒的方式綜合平衡。
已烘焙咖啡豆的顏色與
烘焙失重的百分比有一定的關係。像肉桂顏色的淺到中炒，剛進入美味咖啡的範圍時， 失重約 14% 。深咖啡色但不是全黑的烘焙會失重約 15.5% 。 咖啡色稍染有黑色的最深烘焙會失重約 17% 是美國最常用的最深的炒法。但是，單品的炒法，像是法式炒法的咖啡是非常深的咖啡色且有油出現在豆子的表面，失重約 18% 。義式的炒法是極深的咖啡色，失重約 20% 。在所有的狀況下，我們先假設生豆有約 12% 的水分。
不同咖啡由水溶解出的溶解物的量在 212 度華氏 (100 度攝氏 ) 時會產生變化，但是深炒會減少萃取物的產生。例如，中炒，失重 15% 的程度，會產生 23% 的萃取溶解物。但是，一樣的咖啡豆炒至失重 18% 時，只會產生 21% 的萃取溶解物。對於即溶咖啡製造商所感興趣的水解溶解物也會在深炒中減少。同理可知，水解的溶解物範圍可爲 25 至 22% 。也就是說，所有減少的萃取物與水解的溶解物總和是 48% 至 43% 。這對烹煮咖啡所能得到的真正的溶解物有極大的影響。烹煮淺炒的豆子會產生 38% 的溶解物，而烹煮淺炒的豆子會產生 35% 的溶解物。深炒的豆子的細胞壁和有力的結構會有較大的破壞，所以他們的壓縮性比較好。因爲這個原因，經過壓縮與多的壓力下的深炒豆，會比淺炒豆更常從咖啡過濾器的底部漏下。深炒豆也比較脆弱，而在研磨時有較多細的粉末。 這些較細的粉末也會給予每滴咖啡更大的壓力或讓萃取有更多阻力。雖然上述的咖啡失重是重要的，但較不能測定。用肉眼去辨識八種從最淺至最深的顏色是可能的。 這些炒法是：
極淺烘焙
肉桂/ 淺烘焙
中烘焙
中深烘焙
深烘焙
極深烘焙
法式烘焙
義式烘焙
使用不同的咖啡或不同咖啡生豆混合
烘焙時，且想用烘焙的深淺度來控制理想口味，需要經常的測試。混合的淺炒豆比單品的深炒豆更能顯示出不同的特殊口味。深炒豆所釋放出多的脂肪酸與其變成的萃取物，可使咖啡擁有更多的咖啡味。咖啡豆從烘焙機下豆時，用水降溫的方式會增加咖啡豆的水分且加深咖啡豆表面的顏色，所以乾溼的咖啡豆不可以一起比較顏色。
三個烘焙過程：烘乾 、高溫分解與冷卻
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% 時變成義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。烘焙過程通常伴隨着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。
