Coca, de bron van natuurlijke cocaïne, is een van een handvol struiken in de Erythroxylum-plantenfamilie. Erythroxylum omvat meer dan 100 verschillende soorten bomen, struiken en sub-struiken afkomstig uit Zuid-Amerika en elders. Twee van de Zuid-Amerikaanse soorten, E. coca en E. novogranatense, hebben krachtige alkaloïden die in hun bladeren voorkomen, en die bladeren worden al duizenden jaren gebruikt voor hun medicinale en hallucinogene eigenschappen.
E. coca is afkomstig uit de montaña-zone van de oostelijke Andes, tussen 500 en 2000 meter (1.640-6.500 voet) boven zeeniveau. Het vroegste archeologische bewijs van coca-gebruik is in kustkust Ecuador, ongeveer 5000 jaar geleden. E. novagranatense staat bekend als "Colombiaanse coca" en kan zich beter aanpassen aan verschillende klimaten en hoogtes; het begon eerst in het noorden van Peru, ongeveer 4000 jaar geleden.
De oude methode van Andes-cocaïnegebruik omvat het vouwen van cocabladeren in een "quid" en deze tussen de tanden en de binnenkant van de wang plaatsen. Een alkalische stof, zoals poedervormige houtas of gebakken en gepoederde zeeschelpen, wordt vervolgens met een zilveren priem of puntige buis van kalksteen in de quid overgebracht. Deze consumptiemethode werd voor het eerst beschreven aan Europeanen door de Italiaanse ontdekkingsreiziger Amerigo Vespucci, die coca-gebruikers ontmoette toen hij de kust van Noordoost-Brazilië bezocht, in AD 1499. Archeologisch bewijs toont aan dat de procedure veel ouder is dan dat.
Coca-gebruik was onderdeel van het oude Andes-dagelijkse leven, een belangrijk symbool van culturele identiteit in ceremonies, en werd ook medicinaal gebruikt. Er wordt gezegd dat het kauwen van coca goed is voor verlichting van vermoeidheid en honger, gunstig voor gastro-intestinale aandoeningen en dat het de pijn van cariës, artritis, hoofdpijn, zweren, fracturen, bloedneus, astma en impotentie verlicht. Het kauwen op cocabladeren wordt ook verondersteld de effecten van het leven op grote hoogten te verlichten.
Het kauwen van meer dan 20-60 gram cocabladeren resulteert in een dosis cocaïne van 200-300 milligram, gelijk aan "één lijn" van poedervormige cocaïne.
Het vroegste bewijs van coca-gebruik dat tot nu toe is ontdekt, is afkomstig van een handvol preceramische sites in de Nancho-vallei. Cocabladeren zijn direct gedateerd door AMS tot 7920 en 7950 cal BP. Artefacten geassocieerd met coca-verwerking werden ook gevonden in contexten die al in 9000-8300 cal BP dateerden.
Bewijs voor coca-gebruik is ook afkomstig uit grotten in de Ayacucho-vallei van Peru, binnen niveaus tussen 5250-2800 cal v.Chr. Uit de meeste culturen in Zuid-Amerika is bewijs voor cocagebruik gebleken, waaronder de culturen Nazca, Moche, Tiwanaku, Chiribaya en Inca.
Volgens etnohistorische gegevens werden de tuinbouw en het gebruik van coca een staatsmonopolie in het Inca-imperium rond AD 1430. De Inca-elites beperkten het gebruik tot de adel vanaf het begin van de jaren 1200, maar coca bleef in gebruik toenemen tot alle klassen behalve de laagste toegang hadden tot de tijd van de Spaanse verovering.
Naast de aanwezigheid van coca-quids en kits, en de artistieke afbeeldingen van coca-gebruik, hebben archeologen de aanwezigheid van overmatige alkalische afzettingen op menselijke tanden en alveolaire abcessen als bewijs gebruikt. Het is echter niet duidelijk of abcessen worden veroorzaakt door coca-gebruik of worden behandeld door coca-gebruik en de resultaten zijn dubbelzinnig over het gebruik van "overmatige" calculus op tanden.
Begin in de jaren negentig werd gaschromatografie gebruikt om cocaïnegebruik te identificeren in gemummificeerde menselijke resten, met name de Chirabaya-cultuur, teruggevonden in de Atacama-woestijn in Peru. De identificatie van BZE, een metabolisch product van coca (benzoylecgonine), in haarschachten, wordt beschouwd als voldoende bewijs van cocagebruik, zelfs voor moderne gebruikers.