生物碱
它是一种含氮的复杂环状有机化合物。茶叶中的生物碱广泛存在于植物和少数动物中，主要是嘌呤生物碱，其中大部分是咖啡因，其余是可可碱、可可碱等。本文主要介绍咖啡因的相关性质：
咖啡因的学名是1，3，7-二甲基-2，6-二氧嘌呤。白色针状晶体，有丝光泽，无香味，微苦，溶于水，溶解量随水温升高而增加。咖啡因具有兴奋神经、缓解大脑疲劳、增强肌肉收缩、消除疲劳、强心利尿、降低酒精和尼古丁的毒性等药理作用。它是茶的重要组成部分。
茶叶冲泡后，咖啡因与茶黄素和茶红素形成化合物，可以改善茶汤的味道。茶汤冷却后，混合物被分离，使得茶汤看起来像奶酪，通常被称为“冷却后变浑”。“寒后浑”是茶汤浓度高、含量丰富的表现。一般来说，淡茶汤没有“凉后浑”的现象。
咖啡因在120以上开始升华，在180时大量挥发。在绿茶的生产过程中，由于高温处理后咖啡因的部分升华，绿茶中的咖啡因含量低于红茶。例如，根据上海、武汉、重庆等商检局的分析，祁宏、滇红、宁红等11种工夫红茶中咖啡因的平均含量为3.67%，屯留、陆吾等7种名贵眉绿茶中咖啡因的平均含量为2.94%。
茶芽叶中咖啡因含量随着鲜叶的粗糙和老化而降低。咖啡因在生产过程中变化不大，成品茶的等级与咖啡因含量基本呈正相关。
茶叶中咖啡因的含量与茶树的品种和生长环境有关。遮荫茶园大叶茶树和茶树的芽和叶中咖啡因含量高于北方。
一些人认为咖啡因和多酚化合物的混合比例是1: 3，而另一些人认为1: 3-1: 1.2取决于茶汤的浓度和沉淀剂的浓度。如果量太多，茶的味道不好，咖啡因太多，茶汤的味道不好。在乳白色沉淀中，咖啡因与多酚化合物的比例约为13.5-14。