虽然茶叶里的咖啡因含量的确高于咖啡豆中的，但是当我们比较一杯茶和一杯咖啡的时候，并非在讨论干茶和咖啡豆，而是冲泡好的茶汤和咖啡。美国精品咖啡协会（SCAA）推荐的比例为每150mL水用于冲泡8.25g咖啡豆，而市面上用于单杯单次冲泡的茶包产品中的干茶普遍只有2g左右，可见咖啡的咖啡因量远远大于茶叶。
另外，中国人饮茶还有一个习惯就是反复冲泡。鲜嫩的绿茶我们也至少会冲泡三次，甚至红茶、乌龙茶、普洱茶可以经得住反复达十几次的冲泡。也就是说，即使一天喝了很多杯茶，只要不换新茶叶，从摄入咖啡因的角度来说，不过就是“一杯”而已。
茶叶中还有另一些重要成分影响着咖啡因对人体的刺激和兴奋作用，其中最重要是茶氨酸和茶多酚。茶氨酸是茶叶中特有的一种水溶性游离氨基酸，可以穿过血脑屏障，对缓解压力和紧张情绪、放松身心、提高认知能力、提高睡眠质量等都有作用。
而且有研究发现，茶氨酸对咖啡因能产生拮抗效应，可以部分抵消由咖啡因导致的血压升高，减少身体不适。更重要的是，有另一些研究发现，茶氨酸与咖啡因还有协同作用，同时摄入还有增强注意力、并提高行为测试中的反应敏捷度和准确度的效果。因此，饮茶之后人体的感觉多是清醒和平静，而非一杯咖啡之后的亢奋。
至于茶多酚，在一定条件下会与部分咖啡反应而使其以结合态的形式存在，从而延缓咖啡因的吸收，降低人体对咖啡因的利用效率。
曾有研究表明，深度发酵的普洱熟茶和同样经过微生物氧化的部分黑茶当中，结合咖啡因的比例可达20%左右，而未经氧化和发酵的绿茶中结合咖啡因的比例仅<2%，其余茶类居中，这也在一定程度上解释了为什么有些人认为绿茶提神而普洱茶安神了。
