茶葉中的生物鹼的主要成分是咖啡鹼。生物鹼為一種嘌呤類化合物，包括咖啡鹼、可可鹼、茶鹼，約佔幹物質總量的3~5%，其中咖啡鹼佔有2%~4%，可可鹼與茶鹼佔1%，而咖啡鹼的含量也與鮮葉細嫩程度、陽光、季節、工藝等因素有關。茶葉中生物鹼佔幹物質的總量的3~5%，而咖啡鹼約佔茶葉幹物質的2%~4%，約佔到了茶葉生物鹼總量的95%以上，茶葉氨基酸一樣，均為茶樹氮素迴圈的重要物質。咖啡鹼與茶樹的生長代謝有著密切的關係，茶葉新稍哪裡生長旺盛，哪裡的咖啡鹼含量越多；茶樹哪個季節長得快，哪個季節的咖啡鹼含量就多。
1、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。
2、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。
3、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。
