茶氨酸是1920年日本学者酒户弥二郎首次从玉露茶中分离得到并命名的，是茶叶的特色成分。L-茶氨酸是茶叶中最重要的滋味成分，是茶叶游离氨基酸的主体，约占游离氨基酸总量的50%以上。春茶中含量可达1.5%-2%，嫩茎中高达3%，茶氨酸是茶叶中的特征氨基酸，在普洱茶中含量约0.5%～2.0%。茶氨酸是形成茶叶香气和鲜爽度的重要成分，其水溶物主要表现为鲜味、甜味，可以抑制茶汤的苦涩味。
1）、镇静功能
茶叶中含有较多的具有提神兴奋作用的咖啡因，但是人们在饮茶时感到平静、心境舒畅，而不象喝咖啡那样兴奋亢进。除了咖啡碱与其它物质络合，使其吸收缓慢之外，这主要是茶氨酸的镇静作用。研究证明茶氨酸对咖啡因产生兴奋有拮抗作用，当茶氨酸用量达1740mg／kg时，可显著抑制咖啡因所引起神经系统兴奋。最近，有学者用脑电图仪评价方法进一步确定茶氨酸和咖啡因在几乎相同的摩尔浓度情况下，可对咖啡因刺激作用产生拮抗。
人和动物的大脑皮层都会产生很微弱的脑电波，通常脑电波会根据精神状态产生不同的频率，根据其频率不同可分为4种：α、β、δ、θ四种波形，分别代表不同状态。当α波为优势脑波时，人的身心能量耗费最少,相对的脑部所获得的能量较高，感到身体放松，意识清醒，因此α波的产生是人身体产生舒畅、愉悦感觉的标志。
（脑电波的四种类型）
茶氨酸对人体精神放松的作用可以通过人脑中α波的变化解释。实验者在密闭环境内（室温25℃，照度40Lux），饮用100ml水或不同浓度的L-茶氨酸水溶液（50mg/100ml、200mg/100ml），记录60分钟内脑电波的变化情况。
2）、影响脑内神经传达物质的变化
日本学者横越（1997）等人在以大白鼠为研究对象的试验中，结果证明了L-茶氨酸是被肠道吸收并通过血液传递到肝脏和大脑，大脑吸收的L—茶氨酸可以通过脑腺体显著增加脑内神经传达物质——多巴胺的产生。
多巴胺（DA）英文名称是dopamine，是一种让人兴奋和快乐的中枢神经递质。它具有调节躯体活动、精神活动、内分泌和心血管活动的作用，而一旦脑部多巴胺分泌异常，人的精神就会迅速异常。茶氨酸能使大脑细胞中线粒体内神经递质—多巴胺显著增加，而多巴胺是肾上腺素和去肾上腺素的前驱体，是传达脑神经细胞兴奋程度重要物质，它的释放会大大影响人的情绪。
神经传达物质的变化还会影响学习能力、记忆力等。老鼠服用茶氨酸3-4个月后，学习能力提高，能在较短时间内掌握要领，对危险环境的记忆力比对照群强。因此，茶氨酸还可通过调节神经传达物质来改善学习能力和记忆力。
3）、辅助抑制肿瘤作用
茶氨酸是谷氨酸盐的衍生物，肿瘤细胞的谷氨酸盐代谢比正常细胞活跃得多，作为谷氨酸盐的竞争物，它通过干扰谷氨酸盐的代谢来抑制癌细胞的生长。
茶氨酸亦可以提高多种抗肿瘤药物的疗效。现在虽无直接证据证明茶氨酸本身有无抗肿瘤活性，但多项国内外实验均表明茶氨酸具有能够促进多种药物的抗肿瘤效果，这些研究将使癌症治疗有新的发展，利用茶氨酸来减少毒性强的抗癌药物的剂量，减少其副作用，使癌症治疗变得更有效并且安全。
4）、增强免疫作用
在“非典”流行期间，国内外专家都提到饮茶可增强抵抗力，预防传染病。据美国的研究显示，茶叶的这种作用可能与茶氨酸有关。哈佛医学院JackBukowski教授研究组通过在志愿者身上进行试验，证明茶氨酸能通过调节γ-δT免疫细胞，增强人体免疫系统，抵抗致病微生物如病毒、细菌和真菌的入侵，它甚至可5倍地提高人体预防疾病的抵抗力。科学家预言，茶氨酸有朝一日可能用于研制抗病药物。
5）、祛烟瘾和清除烟雾中重金属的作用
中国科学院生物物理研究所“脑与认知国家重点实验室”，发现了抑制烟草和尼古丁成瘾的新物质茶氨酸，通过调节尼古丁受体和多巴胺释放而实现祛烟瘾作用之后，又发现，其对烟雾中的重金属，包括砷、镉和铅等具有显著的清除作用。
在食品工业上：①普通食品生产。L-茶氨酸易溶于水，可以添加于焙烤、冷冻点心、糖果、各种饮料等；②风味改良效果。可以作为绿茶风味的改良剂和抑制其他食品中的苦味和辣味；③作为功能食品的添加剂。茶氨酸具有增强脑中a波的强度，使人产生轻松感和提高记忆力等作用，并已通过人体试验。因此，可开发缓解神经紧张和益智的功能食品。
在医药上：①利用茶氨酸的抗肿瘤作用，开发治疗肿瘤的辅助药物；②利用茶氨酸对末梢神经血管系统的降压作用，开发降压药品和保健品；③利用茶氨酸对神经系统有镇静安神作用，可用于促进大脑的学习和记忆功能，并对帕金森氏症、老年性痴呆、传导神经功能紊乱等疾病起预防效果。
此外，氨基酸还具有增强肠道有益菌群、抗疲劳、抗衰老等功效，尤其是其具有的镇静和提高记忆力等保健效果，使得茶氨酸已成为备受国际市场欢迎的新型多功能植物保健产品。目前国际市场上已有一些公司将茶氨酸作为功能性成分添加到食品中，开发出缓解神经紧张和益智的功能食品。
