Se pot utiliza trei abordări diferite pentru extracție: cu solvenți organici (diclormetan sau acetat de etil), apă sau dioxid de carbon (CO2 în stare lichidă sau supracritică).

Spre deosebire de primele două metode de decafeinizare, care extrag cafeina, dar determină și o pierdere parțială a gustului, utilizarea dioxidului de carbon ne permite să menținem nealterate caracteristicile aromatice ale cafelei. De aceea, aceasta este metoda utilizată de Lavazza.

În timpul primei faze a procesului, boabele sunt umezite cu aburi și/sau apă până la obținerea unei umidități de 30 – 50%. Apoi, sunt plasate într-un cilindru de extracție cu gaz în stare „supracritică”. Această stare presupune ca temperatura și presiunea să se afle la un asemenea nivel, încât fluidul respectiv să aibă atât proprietățile unui gaz, cât și proprietățile unui lichid. În acest fel, se răspândește ca un gaz, dar are proprietățile de solvent ale unui lichid, ceea ce îi permite să extragă cofeina într-un mod selectiv. Dioxidul de carbon este apoi separat de alcaloid folosind apa, este represurizat și reutilizat.

Ciclul se termină cu uscarea cafelei, acum decofeinizate.