咖啡鹼是組成茶三大特徵性成分之一（茶多酚、胺基酸、咖啡鹼），也是茶葉中最主要的生物鹼。茶葉中都含有咖啡鹼，只是量多與量少的關係，其含量一般佔幹茶重量的2%-5%，佔了茶葉生物鹼的95%以上。
咖啡鹼名稱的由來
自然界中，含量最多的咖啡鹼是在茶葉裡面，不是在咖啡裡，那麼它為什麼叫咖啡鹼？因為這個成分它最先在咖啡中被發現的，1820年從咖啡中發現含有咖啡鹼的存在；至於茶葉中也含有咖啡鹼，則是1827年的事了。按慣例，最先在哪個物種中發現就冠以該物種為俗名，所以被叫做咖啡鹼。但是從含量上看，茶葉裡面咖啡鹼的含量比咖啡豆要高。咖啡豆的咖啡鹼含量為1%--2%,茶葉裡咖啡鹼含量是2%--5%。
咖啡鹼的特性
有些不常喝茶的人會覺得茶苦，這個味道就是咖啡鹼。從含量比例上來說，茶葉的咖啡鹼含量會比咖啡高，但品飲的口感上來講，會讓人覺得咖啡苦的太明顯，那是因為茶葉裡面，茶氨酸和茶多酚能把咖啡鹼的苦味掩蓋掉很多，所以咖啡更苦。
咖啡鹼在提煉後，它看起來是白色的絹絲狀的結晶，和鹽、味精看起來差不多，是固體形的，在熱的作用下，咖啡鹼會在茶葉裡升華出來，能直接變成氣體，但碰到冷空氣就會結晶。
咖啡鹼非常容易溶解在熱水裡面，它溶解在熱水裡面的速度比茶氨酸、茶多酚都要快很多。我們如果用分鐘去測定它浸出的含量，前一分半鐘它可能60%~70%就泡出來了。
影響茶葉中咖啡鹼含量的因素
一、茶鮮葉
茶樹新梢，越嫩的部位，含咖啡鹼越多，反之越老的原料，含咖啡鹼越少。
大葉種類含咖啡鹼普遍比中小葉種要多，似乎都是因為大葉種長得飛快呀，這可是從咖啡鹼生物合成的途徑得出的結論。
二、陽光照射
遮蔭能提高咖啡鹼的含量，所以遮蔭茶園，咖啡鹼含量比露天茶園茶樹咖啡鹼含量高。
三、採摘季節
夏茶所含咖啡鹼最高，因為夏季氣溫較高，茶樹生長最旺盛。茶多酚也是一樣，於是夏茶口感比較濃，容易又苦又澀的。不信你可以在夏天最熱的時候去雲南摘一些芽頭炒成綠茶試試。
四、制茶工藝
（1）已知工藝會減少咖啡因含量的，多是通過高溫製程（烘焙或乾燥），咖啡因升華逸散。咖啡鹼在溫度高於100℃時即失去結晶水，並開始升華成氣體（熔點238℃，178℃時升華），因此高溫長時炒制或有揮鍋工序的茶葉咖啡鹼含量相對較少，茶葉烘焙過程咖啡鹼部分減少。
（2）已知工藝會導致咖啡因增加的，是紅茶的發酵和熟普洱茶的渥堆，若是加上製成茶品後的再加工，或可加上普洱茶的港倉（溼倉）倉儲，猜測是溼熱環境導致茶葉中咖啡因的前體物質完成了鮮葉採摘下來後沒有完成的過程，應非微生物直接導致。
（3）鮮葉製成茶品最終的咖啡因含量，應系鮮葉含有咖啡因和工藝製程綜合影響下的結果。茶葉中的咖啡因含量受原料的影響遠比工藝大。
咖啡鹼有哪些功效
1.咖啡鹼有刺激中樞神經和肌肉的作用，所以可以提振精神、增進思考與記憶，恢復肌肉的疲勞。
2.咖啡鹼作用在心血管系統可提高心臟機能，使血管舒張，促進血液循環。
3.咖啡鹼對於腸胃系統它可以幫助消化與幫助脂肪的分解。咖啡鹼是一種黃嘌呤生物鹼化合物，是一種中樞神經興奮劑，能夠暫時的驅走睡意並恢復精力，其興奮作用比較溫和,而且每日正常飲茶所含的咖啡鹼也遠未超過給藥劑量,所以安全。
當然，興奮劑劑量有大小，作用有強弱，若常飲濃茶,產生過量興奮劑,會對人體產生不良後果。所以人們在平時，尤其是運動員在競賽前，不要喝濃茶，避免精神興奮、失眠等情況。合理飲茶，就會長樂長壽！