La méthode à de décaféination à l'eau n'utilise que de l'eau et du temps pour éliminer la caféine, mais selon le procédé, le goût peut varier d'acceptable à excellent. Le problème avec l'eau, c'est qu'elle enlève non seulement la caféine, mais aussi d'autres éléments qui fournissent la saveur du café. L'un des procédés de traitement à l'eau qui réduit le problème est le suivant. D'abord, un lot de grains de café verts sont trempés dans l'eau, enlevant une partie de la caféine et certains des éléments de saveur. Ce sont les grains sacrificiels, car ils sont ensuite jetés après avoir été trempés. Le liquide dans lequel ils se trouvaient est la partie la plus importante ; il est filtré à travers du charbon actif qui a été prétraité avec un hydrate de carbone et ce charbon est utilisé pour éliminer la caféine, laissant derrière lui les autres particules de café.
Ce processus est répété, en filtrant la caféine de l'eau et en la faisant recirculer dans les grains, jusqu'à ce que les niveaux désirés soient atteints. Les grains sont ensuite rincés et séchés. Le processus de traitement à l'eau est considéré comme entièrement naturel, mais il ne peut éliminer que 94% à 96% de la caféine. Le procédé suisse de traitement à l’eau, un procédé spécial à l'eau breveté, a été mis au point pour éliminer jusqu'à 99,9% de la caféine tout en conservant les arômes du café.
