Comme en témoignent l’expérience quotidienne et les résultats d’essais cliniques récents, la caféine contenue dans le guarana stimule le système nerveux central, ce qui a pour effet d’accroître l'attention et d’aider à combattre la somnolence et l'endormissement.
Par ailleurs, les effets stimulants du guarana pourraient contribuer, dans une certaine mesure, à atténuer la fatigue ressentie par les personnes ayant subi une chimiothérapie ou une radiothérapie.

Plusieurs essais cliniques montrent que la caféine peut améliorer les performances cognitives.
Des résultats identiques ont été obtenus avec le guarana seul ou mélangé à du ginseng asiatique (panax ginseng) ou à des suppléments de vitamines. Dans les études utilisant seulement du guarana, la teneur en caféine des extraits était trop faible pour expliquer les effets. Les chercheurs en ont conclu que d’autres substances contenues dans la plante pourraient contribuer aux effets de la caféine.

Le guarana entre dans la composition de plusieurs produits destinés à lutter contre le surplus de poids et l’obésité. La caféine qu’il contient activerait le métabolisme basal, augmenterait la dépense de calories et réduirait la masse grasse. Le guarana, mélangé au yerba maté et à la damiane (Turnera diffusa) ralentirait également la vidange de l’estomac et prolongerait la sensation de satiété, des effets qui peuvent aider à contrôler la prise de poids. Dans ces études, le guarana était mélangé à d’autres produits. Il est donc impossible de déterminer quelle est sa contribution réelle précise. Néanmoins, une étude épidémiologique conduite en Amazonie chez les plus de 60 ans montre que les consommateurs de guarana ont en moyenne un tour de taille inférieur à ceux qui n’en consomment pas.
De plus, la prévalence de l’obésité et de l’hypertension est moins élevée et les femmes ont un taux de « mauvais cholestérol » (LDL) plus bas.

Fatigue, tension artérielle et maux de tête. Il est admis que le guarana peut combattre la fatigue en stimulant le système nerveux central, augmenter la tension artérielle et soulager un mal de tête résultant d'une mauvaise circulation sanguine périphérique en raison de sa teneur en caféine.