茶叶具有提神醒脑的作用，主要与咖啡因、茶氨酸、芳香物质以及维生素等成分有关。适量饮用茶叶可帮助缓解疲劳，但过量可能引发失眠或心悸等不适。
茶叶中的咖啡因是提神的主要成分。咖啡因能刺激中枢神经系统，通过阻断腺苷受体抑制疲劳感传递，从而提高警觉性和反应速度。此外，咖啡因还能促进多巴胺分泌，使人产生愉悦感。但需注意敏感人群可能出现心跳加速等情况。
茶氨酸作为茶叶特有氨基酸，具有双向调节作用。它能穿过血脑屏障增加α脑电波活动，在提神的同时缓解焦虑情绪。研究显示茶氨酸与咖啡因协同作用时，可在保持清醒状态的同时减轻咖啡因带来的紧张感。这种独特组合使茶叶比咖啡更温和。
茶叶含有的芳樟醇等挥发性芳香物质，能通过嗅觉刺激激活大脑边缘系统。这种香气诱导的神经反射可在30秒内产生提神效果，尤其茉莉花茶、薄荷茶等香气浓郁的茶类效果更明显。部分研究证实嗅闻茶香能提升短期记忆力约15%。
维生素C、B族维生素等成分通过参与能量代谢间接发挥抗疲劳作用。绿茶中维生素C含量较高，可帮助清除运动产生的乳酸堆积。但需注意茶叶并非主要维生素来源，每日饮用3-5克茶叶即可满足相关营养需求。
建议每日饮茶量控制在10-15克以内，避免空腹饮用浓茶。孕妇、高血压患者及睡眠障碍人群应咨询医师。饮茶时间建议安排在上午或午休后，避免影响夜间睡眠质量。