烘焙，顧名思義，就是給咖啡豆提供熱量，使其內部產生一系列的化學變化。首先，生豆中的澱粉會因爲高溫而轉化爲糖和酸性物質，而纖維素等物質會不同策劃的碳化。水分和二氧化碳會揮發掉，而蛋白質會轉化成酶，和脂肪的剩餘物質會結合在一起，在咖啡豆表面形成油膜層。咖啡豆經過烘焙會膨脹，有點像爆米花，有趣的是，咖啡在烘焙過程中也會發出爆裂的劈啪聲，就好像我們用微波爐爆米花一樣。但是由於咖啡豆表面的皮很有韌性，所以我們通常不會看到咖啡豆好像爆米花一樣裂開。
我們經常會看到烘焙後的咖啡豆有不同的深淺顏色，一方面這可能是由於單品咖啡豆的種類不同，而另一方面，造成這種顏色差別的主要原因是烘焙的程度不同。用最通俗的語言，烘焙程度可以被解釋成烘焙時的火候。舉一個最經典的碳燒咖啡的例子，這是一種法式烘焙的咖啡，由於烘焙的程度很深（可能是由於烘焙時的溫度高，也可能是由於烘焙的時間長，也許二者兼而有之，要視情況而定），咖啡豆炭化程度高，表面呈深棕色，並有碳黑色。人們普遍認定炭化咖啡味道比較苦，這種苦味不僅來自於咖啡因，更多的來自於炭化了的咖啡豆。
咖啡的烘焙分爲以下幾種程度：
一、 極淺焙 Light Roast
最輕度的烘焙方法，豆子呈黃褐色，香味與濃度都溫和輕淡，可做爲烘焙初期階段的識別標準。
二、 淺焙/肉桂烘焙 Cinnamon Roast
如名稱所示，豆子呈肉桂色，香味比極淺焙略濃，口感清爽。
三、 中焙 Medium Roast
豆子呈栗色，酸味與苦味皆已釋放，其味道相較於淺焙更具深度，香味清新，口感溫和，適合衝煮美式咖啡。
四、 中深焙 High Roast
豆子呈茶褐色，給人的印象比中焙稍強。香味與顏色皆有均衡的感覺，苦味則比酸味強。
五、 深焙/城市烘焙 City Roast
豆子呈茶褐色，酸味與苦味取得平衡，濃醇而有相當的烘焙香。
六、 極深焙/深城市烘焙 Full City Roast
豆子呈黑褐色，酸味弱，以苦味爲主。因爲苦，所以適用於冰咖啡。
七、 法式烘焙 French Roast
豆子呈深黑褐色，因爲深焙，豆子含的脂肪浮到表面，顯得油亮，苦味、烘焙香味都很強，適用於咖啡歐蕾。
八、 意式烘焙 Italian Roas
