Les caféiers sont des arbustes des régions tropicales du genre Coffea de la famille des Rubiacées. Les espèces Coffea arabica (historiquement la plus anciennement cultivée) et Coffea canephora (ou caféier robusta), sont celles qui servent à la préparation de la boisson. D'autres espèces du genre Coffea ont été testées à cette fin ou sont encore localement utilisées, mais n'ont jamais connu de grande diffusion: Coffea liberica ou l'hybride arabica x robusta (l'arabusta).

Les caféiers sont des arbustes à feuilles persistantes et opposées, qui apprécient généralement un certain ombrage (ce sont à l'origine plutôt des espèces de sous-bois). Ils produisent des fruits charnus, rouges, violets, ou jaunes, appelés cerises de café, à deux noyaux contenant chacun un grain de café (la cerise de café est l'exemple d'une drupe polysperme). Lorsqu'on dépulpe une cerise, on trouve le grain de café enfermé dans une coque semi-rigide transparente à l'aspect parcheminé correspondant à la paroi du noyau. Une fois dégagé, le grain de café vert est encore entouré d'une peau argentée adhérente correspondant au tégument de la graine que l'on peut moudre.

Coffea arabica, qui produit un café fin et aromatique, nécessite un climat plus frais que Coffea canephora (robusta), qui donne une boisson riche en caféine. La culture de l'arabica plus délicate et moins productive est donc plutôt réservée à des terres de montagne, alors que celle du robusta s'accommode de terrains de plaine avec des rendements plus élevés.

Le plant mère de la plupart des plants d'arabica du monde est conservé au Hortus Botanicus d'Amsterdam. Ce type de caféiers est autopollinisant, ce qui ne facilite pas une diversification génétique, contrairement au Coffea canephora (robusta) qui nécessite une pollinisation croisée3. Autre particularité génétique, C. arabica est l'une des très rares plantes à être allotétraploïde, c'est-à-dire issue de l'hybridation de deux plantes diploïdes (2n=22) formant un descendant 4n= 44 chromosomes3.

Bien qu'il soit techniquement possible de produire des variétés de café génétiquement modifiés, contenant un gène de toxicité aux insectes ou produisant un grain sans caféine4, aucune n’est commercialisée, pour l’instant. Une expérience de plantation en plein champ mise en place en 2000 par le CIRAD en Guyane française n'a pas pu être menée à son terme en raison de sa destruction par des inconnus5.

La principale maladie du café est causée par le champignon Hemileia vastatrix, ou rouille du café, qui donne une coloration caractéristique aux feuilles et empêche la photosynthèse de la plante. En 1869, ce parasite détruisit complètement, en l'espace de 10 ans, les plantations du Sri Lanka, autrefois prospères6. Depuis, ce parasite est devenu ubiquiste. Il prolifère surtout sur les plants d'arabica. Le robusta semble y être assez résistant.

Les scolytes du café (Stephanoderes hampei) attaquent indifféremment les plants de robusta et d'arabica en détruisant les grains. La menace posée par ces insectes est considérable, d'autant que leur résistance aux insecticides augmente7.