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咖啡生豆不能直接食用或饮用（曾经有学员出于好奇直接去咬咖啡生豆，结果磕坏了牙），我们见到的褐色或深褐色带有诱人香味的咖啡熟豆，都是咖啡生豆经过加热烘焙、脱去银皮后的产物。烘焙咖啡豆的过程，是咖啡经历高温焙制，发生一系列物理和化学变化，获得色、香、味，形成风味油脂的过程，是天使降落凡间，变得与人亲近的神奇历程。
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虽然早在数百年前，人们已经开始饮用烘焙后的咖啡豆，但对于这一过程却并无更加深入系统的研究，烘焙咖啡豆或被认为是难以琢磨的神秘过程，或被认为是并无太多技术含量的脏累活儿。随着人们对于咖啡风味口感的要求越来越高，每一个加工环节都被人们分解、放大、揣摩；随着现代科学技术的日趋成熟，烘焙过程中蕴藏的物理及化学变化也越来越为人认知（但也仅仅只是部分解密）。人们意识到烘焙操作奥秘无穷，烘焙技术水准也对咖啡饮品的最终品质起到重要的作用，咖啡烘焙学顺势而生。
那么，咖啡豆烘焙过程究竟发生了哪些变化呢？
咖啡豆烘焙过程发生的物理变化
我们先看看一系列物理变化：加热过程中会丧失水分，导致咖啡豆重量减轻10%～15%，但与此同时，二氧化碳等重气体的大量溢出，导致咖啡豆体积有25%～60%的膨胀，如同爆米花一般。此外，原有紧致的纤维结构发生膨胀变化后形成大量在显微镜下可以看到的孔洞，二氧化碳和挥发性芳香物质（Volatile Aromatics）都顺着这些不规则的通道逸出，这使得原来致密坚实的咖啡生豆变得焦脆易碎——在放大镜下观察的话，能够看到明显的海绵、活性炭或蜂窝状结构特征。
咖啡豆烘培过程发生的化学变化
随着“一爆”的到来，主要由物理变化占据的烘焙过程转而进展为大量更加复杂的化学变化过程。原本潜藏在豆子深处的神秘芳香物质通过热解作用逐渐转变为风味油脂——事实上约占咖啡熟豆总重量30%的物质都是在烘焙时产生，我们能够通过嗅觉、味觉和视觉部分感受到。比如说视觉变化最为明显：咖啡豆颜色由黄绿色变成浅褐色，然后再逐渐向褐色、棕褐色、黑褐色进行变化发展。这是因为咖啡生豆中的淀粉转化为糖分，糖分又进一步焦化。
如上已经讲过，咖啡豆在烘焙加热过程中，不断进行着复杂的物理及化学变化，大量物质释放出来，又生成大量新物质，香气、味道、油脂、醇度、咖啡因含量等与感官有关的特性不断发生着变化。因此，我们完全可以认为，咖啡烘焙的过程是一个创造风味的过程，在整个咖啡制作过程中，居于核心地位。
关于咖啡烘焙师
我们经常说咖啡世界里有一小“师”三大“师”：一小“师”指的是吧台调制咖啡饮品的咖啡师，心灵手巧且勤于练习者一年左右可有小成；三大“师”指的是咖啡园艺师、咖啡品鉴师（杯测师）与咖啡烘焙师，都是需要在专业领域多年实践磨砺才能有所成就。
一位合格的咖啡烘焙师至少需要做到三点：
第一点，严格把握咖啡豆烘焙过程，保证咖啡豆能够获得高质量的焙制，不要出现受热不均等缺陷。这一点也是最基本的要求。
第二点，使咖啡豆恰好接受适宜的烘焙程度。怎样称作适宜？让这款咖啡豆呈现出最佳品质特征之时是我们通常的答案（通常需要通过杯测来体验确定）。但还有几种可能性存在：可能是最能表达这款咖啡豆的优点之时，可能是消费者对这款咖啡豆感官评测的满意度最高之时（即根据消费者的需求来定制），也可能是最能掩盖这款咖啡豆的缺点之时，还可能是故意让这款咖啡豆呈现出某种特殊风味之时……这些无不要求烘焙师对咖啡豆的特性了如指掌，对不同烘焙程度的细微变化明了于胸。
第三点，保证稳定如一的风味供应。谁都有可能“瞎猫碰到死耗子”，新入门的菜鸟按部就班、对照色板也能烘焙出一锅出众的豆子来。但是能否再来一锅风味完全相同的？再来十锅？日复一日或年复一年如此？甚至让苛刻的消费者感受不到所喝咖啡有何不同？要知道一次性囤积的咖啡生豆是非常有限的，不同批次的咖啡生豆有着不同的特性和含水量，再加上外界环境变化，复制固定的烘焙曲线也是不可能的。随着咖啡生豆源源不断地供应，其实也是在不断考验烘焙师的全面把握能力，这才是难度所在。所以对于烘焙师来说最大考验是我们常说的“昨日重现”。客观情况是，很多微型烘焙商都还很难做到这一点。
第四点，咖啡豆的拼配。烘焙师可能还需要关注另一项重要工作——拼配。将不同风味与口感的咖啡豆按照不同比例进行混合，创造出属于某个公司或品牌的特定产品。拼配工作可以在烘焙前的生豆阶段进行，也可以在烘焙后的熟豆阶段再进行。前者叫作混合烘焙，因为不同豆子特性差异太大，所以烘焙品质难以掌控；而后者属于单品烘焙，焙后拼配，难度就小多了，可控性更强。
此外，加味烘焙也是某些烘焙师的拿手好戏——在咖啡豆的烘焙环节人为添加一些增味剂，使咖啡豆具备与众不同的特殊风味。我多年前也曾尝试烘焙过一种称作“情侣咖啡”的加味豆子在自己店里销售，后来意识到那种人为“做味”的方法太不入流，就“金盆洗手”了。
