咖啡烘焙就是將未加工處理的生豆通過烘焙機烘焙成可以衝煮的咖啡豆。通常這也是咖啡烘焙師最喜歡的也是最迷人的，因爲這是根據咖啡豆的特性來烘焙出咖啡豆特有的香氣和風味來。咖啡豆加工過程最重要也最具影響力的步驟之一，烘豆的主要目的是讓生豆發展出香氣及風味，透過加熱讓豆子發生一連串的化學反應，其中包括熱降解(Heat Degradation)、梅納反應、焦糖化反應，產生不同糖類及酸類的組合。烘焙麪包及餅乾時，也會發生類似反應，形成我們所喜愛的複雜美妙風味。
瞭解咖啡豆烘焙度與顏色，能幫助我們在選擇咖啡豆時，確認該支豆子是否符合個人風味與喜好，現今一般比較常把烘焙程度等級爲「淺烘焙」、「中烘焙」與「深烘焙」，在第三波咖啡革命以前往往稱爲「城市烘焙」、「法式烘焙」、「義式烘焙」、「維也納式烘焙」…等。然而，這些名詞充其量也是一種比較籠統的說法而已，它們並沒有非常嚴苛的標準定義，唯一可能做爲依據的恐怕只有世界公認判定標準-Angtron數值來作咖啡豆烘焙度的測定，但全世界的烘焙師與消費者溝通也很難用到這樣的器材與數值，所以對於上面的名詞仍有使用的必要與有其不同的解讀，而我們還是會在大型超市或是量販店的咖啡豆的包裝上面看到這些名稱，至少有助於我們瞭解咖啡豆相對的烘焙程度。其實烘焙度的選擇還是取決於個人喜好和當地咖啡風味的特性，好比有些人喜歡半熟的牛排，有些人則偏好接近全熟的牛排，如果你在五星級餐廳則是信任主廚的專業，讓他展現出肉品的最佳風味。同樣的，精品咖啡烘焙師有能力判斷何種烘焙程度能夠凸顯出豆子的最佳風味，烘焙師各有不同的「烘焙曲線」來達到這個目標。精品咖啡豆的烘焙師是以烘豆所帶出的整體風味來描述他們製作的咖啡。
不同咖啡豆烘焙階段的顏色與味道變化
淺烘焙（Light）
淺烘焙常見於單一產地咖啡豆烘焙，此種烘焙舊稱爲肉桂烘焙，因爲其烘焙出的咖啡帶有肉桂皮的顏色，此烘焙出的咖啡具有高酸度和低濃度，有些並具有果實般的甜味，因烘焙較淺一般來說咖啡豆飽和感是比較低的，如果加上牛奶的話，咖啡味道會很容易被蓋掉，就不合適，但是如果是花香、果香或果酸味比較明顯的淺焙咖啡，這三種味道在加入牛奶後，還是會保留這些明顯的味道，例如：蘋果味明顯的淺焙咖啡，加上牛奶喝起來就會有蘋果牛奶的味道。這類的淺焙咖啡通常來說就比較適合加入牛奶。比如：耶加雪菲咖啡。
中烘焙（Medium）
咖啡豆表面尚未出油，兼具巧克力般的苦味與醇厚風味，若使用在義式濃縮咖啡中加入砂糖，即能呈現苦甜巧克力般的風味，若混合牛奶，則有牛奶巧克力般的風味，所以一般常見適用於義式濃縮咖啡與卡布奇諾咖啡。若是比中烘焙顏色要再深一點，則稱作城市烘焙，屬於中深烘焙。
中深烘焙（Medium Dark）
美國術語稱爲維也納式（Viennese）烘焙，意思是比中烘焙顏色稍爲深一點。此種烘焙會帶有深棕色斑點，外觀已經可以看到油脂，又稱作淺法式烘焙（Light French）。
深烘焙（Dark）
咖啡豆呈現深黑色，並泛出油光，苦味濃烈，常見分爲法式烘焙（French Roast），帶有苦巧克力的色澤。義式烘焙（Italian）則幾乎呈現黑色的外觀並且咖啡豆表面非常油。常見於咖啡店或適合牛奶量多的拿鐵咖啡。
即使全球都同意關於上述烘焙的定義，但是對於咖啡必須普遍烘焙至何種程度，仍然沒有共識，它也可以算是一種流行趨勢。在第二波咖啡革命時烘焙程度變得越來越深，也許是因爲義式濃縮咖啡和以其爲基底的咖啡受到重視，也有一種說法是深烘焙的咖啡豆比較能夠呈現咖啡的味道，適合用於連鎖或是平價咖啡體系中。
事實上，在其他國家也一樣，有一些人認爲烘焙的目的在於讓咖啡嚐起來令人愉悅，即使如此影響了咖啡本身獨特的味道。早期深烘焙本來的存在是爲了在物資缺乏，咖啡豆不易妥善保存的年代，爲了隱藏咖啡的瑕疵與過期風味的時代產物，現在的深焙豆反而有機會彰顯咖啡本身的特色。而也因爲經過第三波咖啡革命的洗禮，咖啡店其實已經不再拘泥於使用深烘焙咖啡豆的狀態，甚至往淺焙靠攏。當代的咖啡愛好者藉着咖啡取得途徑的便利性，自然也能用開放的心態接受每一種咖啡，再根據自身喜好，選出最對味的咖啡豆。
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