茶树生物碱以咖啡因为主。生物碱属于一种嘌呤类化合物，它包含了咖啡碱、可可碱、茶碱等成分，在干物质总量的3~5%中，咖啡碱占到了2%~4%，可可碱与茶碱各占了1%，而咖啡碱的含量也与鲜叶细嫩程度、阳光、季节、工艺等因素存在着一定的关系。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，茶叶氨基酸一样，均为茶树氮素循环的重要物质。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。 1、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。
2、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。
3、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。