咖啡碱又称咖啡因，也叫茶素，是茶叶中最主要的生物碱。茶叶中除了咖啡碱还有可可碱、茶碱，我们平时说的茶叶碱是茶叶中三种生物碱的混合。茶叶中咖啡碱占茶叶干物质的2-4%、可可碱占0.05%、茶碱约占0.002%，而咖啡碱占了三种生物碱的97%以上。自然界含咖啡碱的植物并不多，所以咖啡碱也是茶叶的特征性物质之一。成品茶中,影响咖啡碱最终含量的因素主要有以下几点。

一、原料因素

茶叶中咖啡碱的含量与茶树的生长条件、茶树品种以及原料嫩度和季节等因素有关。一般大叶种茶树比中小叶种含量高、南方区域比北方含量高、夏茶比春茶含量高、遮阴栽培的茶树含量高、嫩度好的比粗老茶含量高（咖啡碱含量也被作为判断茶叶老嫩的标志之一）

二、工艺因素

初制加工工艺对咖啡碱也有一定的影响。从六大茶类的基本工艺来看，绿茶、红茶、青茶初制时湿热水解、酶促氧化等对咖啡碱影响不大，在干燥后段足火功的茶咖啡碱会减少；白茶工艺的条件平稳无高温，咖啡碱的变化不大；黄茶的闷黄工序可使咖啡碱减少20％左右；黑茶渥堆工序时间长、湿热作用强、微生物代谢及微生物胞外酶作用，使咖啡碱含量明显增加，黑毛茶相对鲜叶原料、普洱（熟）相对晒青毛茶咖啡碱含量均增加。理论上讲，如果同样的鲜叶原料分别初制成绿茶、红茶、青茶、白茶、黄茶和黑茶，黑茶咖啡碱含量最高，其次是白茶，黄茶咖啡碱最低，绿茶、红茶和青茶介于白茶与黄茶之间。通常所说“黑茶咖啡碱含量低对睡眠影响小”，应当是原料相对粗老决定了茶中相对的咖啡碱低含量，而并非工艺原因。

咖啡碱易升华，高焙火能明显减少咖啡碱含量。茶叶焙火的目的是改善口感，从茶叶品饮风味和专业审评讲，一般适合焙火的为青茶、红茶类的某些茶。对于焙过火的茶叶，其焙火程度决定了该款茶最终的咖啡碱含量，焙火对咖啡碱的影响远大于初制工艺。

三、时间因素

研究发现，绿茶贮藏1年其咖啡碱含量可减少0.2％左右。对于某些适合陈年存放的茶来说如黑茶、白茶等，存放中咖啡碱变化机理也应当和绿茶一样，贮藏陈化会使咖啡碱减少，但短时期内影响不大。可见，不够一定年份的陈年老茶，咖啡碱含量的决定因素是所存原茶。