茶叶中含有3——5%的生物碱，包括咖啡碱、可可碱、茶碱、氨茶碱等。其中最多的是易溶于水的咖啡碱，通常在80°C的水温中溶解。咖啡碱能兴奋中枢神经，促进新陈代谢，增进血液循环，增强心脏和肾的活动能力，常饮茶不仅提神益思，还对人体造血功能、强筋壮骨和维持甲状腺机能等，起着良好的作用。
茶中的咖啡碱与茶多酚成络合状态存在，所以它比游离态的咖啡碱具有更高的安全性。因此，通过饮茶摄取人体必需的咖啡碱可趋利避害。捷克学者研究发现，适量饮茶，摄取茶中的咖啡碱，可减轻伽玛射线对人体的的破坏程度。因此，医院放射科的医生及有可能接受伽玛射线辐射的工作人员，茶是他们最佳的健康饮品。
