茶叶含有——5%的生物碱，包括咖啡因、可可碱、茶碱、氨茶碱等。其中大部分是可溶于水的咖啡因，通常在80℃的水温下溶解。咖啡因可以刺激中枢神经系统，促进新陈代谢，改善血液循环，增强心脏和肾脏的活动。经常喝茶不仅能提神，而且对人体造血、强健筋骨和维持甲状腺功能也有很好的作用。
茶中的咖啡因与茶多酚复合，因此它比游离咖啡因更安全。因此，通过喝茶来摄入人体必需的咖啡因，既有益又无害。捷克学者的研究发现，适量饮用茶和茶中的咖啡因可以减少伽马射线对人体的伤害。因此，对于医院放射科的医生和可能接受伽马射线辐射的工作人员来说，茶是最好的健康饮料。