アデノシン（adenosine）は、体内でエネルギー代謝や神経伝達に関与する重要な化学物質である。特に睡眠と覚醒の調節において重要な役割を果たしており、カフェインの作用機序とも深く関係している。
アデノシンは、アデニンという塩基とリボースという糖が結合したヌクレオシドである。アデノシン三リン酸（ATP）やアデノシン一リン酸（AMP）など、エネルギー代謝に関わる分子の構成要素でもある。
主な役割には以下がある：
覚醒中、脳内にアデノシンが徐々に蓄積することで眠気が強くなる。このアデノシンが視床下部などの睡眠調節中枢に作用し、睡眠を誘発すると考えられている。睡眠によってアデノシン濃度は低下し、覚醒が促される。
カフェインはアデノシン受容体に競合的に結合し、アデノシンの働きをブロックする。その結果、眠気が抑制され、覚醒状態が持続する。これはコーヒーナップの効果メカニズムとも密接に関係している。
医療現場では、アデノシン製剤が不整脈の一種である上室性頻拍の治療に用いられることがある。短時間で心拍を正常化させる効果があり、静脈投与によって即効性を示す。