Caffeine có trong trà xanh dưới dạng hỗn hợp với bột thực vật thay vì dạng tinh khiết. Vì vậy, trà xanh mang ảnh hưởng nhẹ nhàng và kéo dài hơn đến hệ tim mạch so với alkaloid có trong cà phê. Ngoài caffeine, trà xanh có chứa teobromine giúp nâng cao tỉnh táo và teophylline bổ sung oxy cho máu. Trà xanh có thành phần vitamin C, A (caroten), E, P, nhóm B, catechin, flavonoid, axit amin có giá trị và enzym. Ngoài ra, loại thức uống này còn chứa các nguyên tố vi lượng và khoáng chất: canxi, kali, natri, flo, magiê, sắt, iốt, phốt pho, vàng.