茶叶中的生物碱的主要成分是咖啡碱，生物碱为一种嘌呤类化合物，包括咖啡碱、可可碱、茶碱，约占干物质总量的3~5%，其中咖啡碱占有2%~4%，可可碱与茶碱占1%，而咖啡碱的含量也与鲜叶细嫩程度、阳光、季节、工艺等因素有关。
茶叶中生物碱占干物质的总量的3~5%，而咖啡碱约占茶叶干物质的2%~4%，约占到了茶叶生物碱总量的95%以上，与茶叶氨基酸一样，均为茶树氮素循环的重要物质。
实际上，咖啡碱与茶树的生长代谢有着密切的关系，茶叶新稍哪里生长旺盛，哪里的咖啡碱含量越多；茶树哪个季节长得快，哪个季节的咖啡碱含量就多。
一、茶鲜叶
茶树新梢，越嫩的部位，含咖啡碱越多，反之越老的原料，含咖啡碱越少。
大叶种类含咖啡碱普遍比中小叶种要多，似乎都是因为大叶种长得飞快呀，这可是从咖啡碱生物合成的途径得出的结论。
二、阳光照射
遮荫能提高咖啡碱的含量，所以遮荫茶园，咖啡碱含量比露天茶园茶树咖啡碱含量高。
三、采摘季节
夏茶所含咖啡碱最高，因为夏季气温较高，茶树生长最旺盛。茶多酚也是一样，于是夏茶口感比较浓，容易又苦又涩的。不信你可以在夏天最热的时候去云南摘一些芽头炒成绿茶试试。
四、制茶工艺
（1）已知工艺会减少咖啡因含量的，多是通过高温制程（烘焙或干燥），咖啡因升华逸散。咖啡碱在温度高于100℃时即失去结晶水，并开始升华成气体（熔点238℃，178℃时升华），因此高温长时炒制或有挥锅工序的茶叶咖啡碱含量相对较少，茶叶烘焙过程咖啡碱部分减少。
（2）已知工艺会导致咖啡因增加的，是红茶的发酵和熟普洱茶的渥堆，若是加上制成茶品后的再加工，或可加上普洱茶的港仓（湿仓）仓储，猜测是湿热环境导致茶叶中咖啡因的前体物质完成了鲜叶采摘下来后没有完成的过程，应非微生物直接导致。
（3）鲜叶制成茶品最终的咖啡因含量，应系鲜叶含有咖啡因和工艺制程综合影响下的结果。茶叶中的咖啡因含量受原料的影响远比工艺大。