Si ignora in quale epoca precisa e in quale modo il caffè sia stato torrefatto per la prima volta. Tuttavia si può supporre che la torrefazione si sia prodotta per caso, come ce lo indicano le leggende degli Arabi, probabilmente all'inizio del XV secolo: precedentemente, sia gli Abissini che gli Arabi preparavano un infuso facendo bollire sia le bacche che le foglie della pianta del caffè. Un tempo si abbrustoliva il caffè in una padella o in qualunque altro recipiente posto sul fuoco che veniva mosso costantemente fino ad ottenere chicchi di colore bruno. Si credeva che l'operazione avesse termine quando si sprigionava il profumo. I chicchi venivano poi distesi su una pietra piatta con l'aiuto di un'altra pietra rotonda.

Questo sistema veniva usato fino a qualche anno fa in Colombia e può darsi che lo si pratichi tuttora in altri paesi. Oggi il principio è lo stesso, ma viene realizzato con metodi moderni, in fabbrica e non più in modo artigianale come si faceva un tempo. È' un vero peccato, perché il caffè torrefatto dovrebbe essere usato subito per poterne apprezzare tutte le propietà. Nel secolo XIX e ancora non molto tempo fa, si trovavano presso i negozi di casalinghi piccoli tamburi di forma cilindrica o sferica con una manovella, sul modello delle macchine industriali con i quali, in casa, si facevano abbrustolire una o due libbre di caffè alla volta. Occorreva molta pazienza per girare la manovella per 30 o 40 minuti, ma questa pazienza veniva ricompensata con la degustazione di un ottimo caffè, a condizione che si fossero scelti grani di ottima qualità. In questo modo si abbrustoliva il caffè più volte nella settimana a seconda delle esigenze. Oggi è piuttosto difficile immaginare che si possa abbrustolire in proprio il caffè: tuttavia se si ha passione per questa bevanda come l'avevano Balzac o Luigi XV, è possibile farlo. La torrefazione avviene nel modo seguente: il caffè verde viene portato progressivamente ad alta temperatura. A 100 °C comincia a perdere l'umidità e prende una tinta gialla. Da 150 a 180 °C, avvengono grosse modifiche.

a decomposizione operata dal fuoco comincia: i grani prendono una colorazione da bruno chiaro a marrone; essi si gonfiano, la fenditura si allarga e libera un olio essenziale, il caffeone. Si sprigiona uno squisito aroma e i grani lucenti e unti incominciano a scoppiettare, prendendo un colore « tonaca di frate ». La temperatura ha raggiunto circa 230 °C; è giunto il momento di ritirare il caffè dal calore e di raffreddarlo rapidamente stendendolo all'aria in modo da provocare la rapida condensazione delle essenze aromatiche volatili. La colorazione più o meno intensa determinerà il voluto grado di torrefazione secondo il gusto dei consumatori. (Gli Americani del Nord e gli Scandinavi preferiscono i chicchi biondi (light roast) mentre gli Americani del Sud e gli Europei li preferiscono più bruni (medium roast); quanto agli Italiani desiderano una torrefazione ancora più avanzata (full roast). Il caffè torrefatto conserva per breve tempo tutte le sue qualità. Con questa operazione ha perso il 30% dell'aroma raffreddandosi. Poiché è un prodotto organico, si degrada rapidamente: il contatto con l'aria provoca l'ossidazione delle materie volatili e aromatiche. In due giorni, il caffè macinato ha perso tutta la sua « anima ». L'ideale sarebbe di abbrustolire e macinare il fabbisogno di caffè per la giornata. Invece del macinino elettrico a lame è preferibile usare il macinino a molla che trita il chicco uniformemente, oppure il mortaio in legno o in marmo. La macinazione deve adattarsi alla preparazione del caffè: fine per la macchina espresso, media per i filtri, più grossa per le caffettiere di tipo napoletano. Il caffè torrefatto di fresco può conservare l'aroma se messo nel congelatore. In questo caso, si preleva la sera prima la quantità necessaria per la giornata lasciandola nel frigorifero perchè si scongeli lentamente.