Pred 180 rokmi objavený kofeín v čaji sa najskôr nazýval „teín“. Chemicky je však kofeín v čaji identický s kofeínom v káve. Avšak v čaji nie je kofeín vo voľnej, ale vo viazanej podobe. V čaji je kofeín viazaný na aminokyseliny a trieslovinu, čo vedie k inému pôsobeniu.

Kofeín v čaji spôsobuje kontinuálne, mierne povzbudenie, ktoré pôsobí dlhšie než pri pôžitku z kávy. Toto sa vysvetľuje jednak viazaním kofeínu na ostatné látky v čaji, ale taktiež menším množstvom kofeínu v šálke čaju v porovnaní s kávou. Šálka kávy obsahuje približne o 30 až 60% viac kofeínu než šálka čaju.

Na výrobu zeleného i čierneho čaju sa používajú listy čajovníka. Na rozdiel od čierneho čaju sa u zeleného čaju pri sušení listy nefermentujú. Ošetria sa iba horúcou parou, čím sa zabráni fermentácii. V čiernom čaji sa obsiahnuté látky vďaka fermentácii zmenia. (Viac sa dozviete v oblasti „Výroba čaju“)

V mnohých štúdiách sa teoreticky dokázalo, že zelený čaj, ako aj čierny čaj majú určitý ochranný efekt proti vzniku ischemických srdcových chorôb. Okrem toho ponúkajú niektoré antibakteriálne pôsobiace polyphenoly, prípadne aj istú ochranu proti zubnému kazu. Pôsobenie sa však musí ešte vyskúšať na pokusoch a terénnych štúdiách.

Nakoľko čierny, ale aj zelený čaj obsahujú kofeín, nie sú vhodným nápojom pre deti.