茶叶提神的作用主要是茶叶中的咖啡减和黄烷醇类化合物的作用，而且这种作用不受其他因素的影响而降低效应。其机理据认为是促进肾上腺体垂体的活动，阻止血液中儿茶酚的降解，此外还有诱导儿茶酚胺的生物合成功效。
有人曾用小白鼠分别喂饲生理盐水、绿茶浸出液和咖啡碱水溶液，然后放在回转器上测定其运动能量。结果表明喂饲茶叶浸出液后60分钟即可明显促进其运动量，与生理盐水组有明显差异，咖啡碱纷增强运动量的作用最为显著。现代社会中出售的“避倦丸”，每粒含咖啡碱100～300毫克，相当于10克茶叶中的咖啡碱含量。
而儿茶酚胺具有促进兴奋的功能，对心血管系统有强大作用。与此相联系的是茶还具有益思的效应。有人用迷宫实验证明，用茶叶喂饲小白鼠后，具有使白鼠增强记忆力的效果。
茶的化学成分含量不同的茶叶其功能成分含量有差异。如绿茶富含儿茶素，而红茶中儿茶素大多已被氧化成茶黄素、茶红素等氧化缩合产物，乌龙茶的情况则处于红茶和绿茶之间。较粗老的砖茶，含有较多的茶多糖，这对糖尿病治疗有益；但它们同时含有太多的氟，饮用时须考虑如何减少氟的摄入量。普洱茶含有一些由微生物转化而来的特殊成分，同时对肠胃的刺激性小。不同茶叶的咖啡碱含量也会有很大的差异，甚至还有脱咖啡因茶的产品，而不同人群、不同饮茶时间对咖啡碱的敏感性也不同。
保健荼和药茶 作为对茶医药保健功效的深入开发，茶已用于数以千计的中药方剂和保健茶配方之中，这些配方茶被称为保健茶或药茶。这类茶的特性更是千差万别，其性质不仅与所含有的茶叶有关，还决定于所配伍的其他中药材的性质。对于此类茶及一些茶药膳的选用，需要有专业人士的指导。
因此人们在生活实践中，往往在感到疲乏时喝上一杯茶，刺激机能衰退的大脑中枢神经，使之由迟缓转为兴奋，集中思考力，以达到兴奋集思之功效。
