คาเฟอีน เป็นสารประกอบตามธรรมชาติกลุ่มแซนทีนแอลคาลอยด์ (Xanthine alkaloid) ที่พบได้ในพืชหลายชนิด อาทิ กาแฟ ชา โดยในใบชาแห้งจะมีปริมาณคาเฟอีนสูงถึง ร้อยละ 2-5 ของน้ำหนัก และชาแต่ละชนิดมีปริมาณคาเฟอีนที่แตกต่างกัน คาเฟอีนเป็นสารที่ปลอดภัยหากบริโภคอย่างเหมาะสม

  จากการวิจัยของ Passmore et al.(1987) พบว่าปริมาณคาเฟอีนในเลือกจะสูงสุดหลังการดื่มชาและกาแฟ 30-120 นาที เนื่องจากคาเฟอีนสามารถดูดซึมเข้าสู่กระแสเลือดไปยังสมองอย่างรวดเร็ว มีผลยับยั้งการทำงานของสารสื่อประสาทอะดิโนซิน(Adenosin) ที่ช่วยควบคุมการทำงานของกล้ามเนื้อและหลอดเลือดหัวใจ จึงมีผลเพิ่มการทำงานโดยรวมของสารสื่อประสาทชื่อว่าโดปามีน (Dopamine)

  มีผลให้สมองตื่นตัว เพิ่มประสิทธิภาพการรับรู้ เมื่อเปรียบเทียบประมาณคาเฟอีนในชาและกาแฟที่ได้รับในระดับเดียวกัน พบว่าชาเพิ่มการตื่นตัวในระหว่างวันได้ยาวนานมากกว่ากาแฟโดยไม่มีผลรบกวนในช่วงเวลานอน และมีผลต่อหัวใจเต้นเร็ว แขนขาสั่นน้อยกว่ากาแฟ แต่ความกรีปรี้กระเปร่ายาวนานกว่ากาแฟ