茶同时具有提神和养神两方面的作用，提神作用可以使大脑清醒灵活，而养神作用则具有抑制、安神的作用。当茶叶刚泡开大约3分钟左右时，茶叶中大部分的咖啡碱就已溶解到茶水中了。这时的茶就具有明显的提神功效，使人兴奋。而再往后，茶叶中的鞣酸逐渐溶解到茶水中，抵消了咖啡碱的作用，就不容易再使人有明显的生理上的兴奋。
饮茶对人体中枢神经有兴奋的作用，其药理作用主要由其所含的黄嘌呤衍化物、咖啡碱及茶碱所产生。茶叶中的咖啡碱和芳香物质是兴奋剂，能兴奋大脑中枢神经系统。据研究喝茶和喝咖啡虽然都有提神的作用，但喝咖啡会导致动脉硬化，而喝茶却能抑制动脉硬化。这是因为茶叶中含有较多的茶多酚和维生素C，可以有效地消除咖啡碱的不良作用。
茶叶提神的作用主要是茶叶中的咖啡碱和黄烷醇类化合物的作用，而且这种作用不受其他因素的影响而降低效应。其机理据认为是促进肾上腺体垂体的活动，阻止血液中儿茶酚的降解，此外还有诱导儿茶酚胺的生物合成功效。而儿茶酚胺具有促进兴奋的功能，对心血管系统有强大作用。茶还具有益思的效应。有人用迷宫实验证明，用茶叶喂饲小白鼠后，具有使白鼠增强记忆力的效果。因此您在感到疲乏时喝上一杯茶，刺激机能衰退的大脑中枢神经，使之由迟缓转为兴奋，集中思考力，以达到兴奋集思之功效。
饮茶具有明显的利尿效应，这并不是由于摄入大量水分而引起的排尿量增加。有人用少量的绿茶提取液的溶液注射到家兔的耳静脉中，结果发现家兔排尿量明显增加。由于茶叶的利尿作用，使尿液中的乳酸获得排除，而人体中的乳酸是一种疲劳物质，会使肌肉感觉疲劳，因此乳酸的排出体外能使疲劳的机体获得恢复。
