Il contenuto di xantine (caffeina, teobromina, teofillina) varia in relazione al tipo di tè e alla varietà botanica della pianta, nonchè alla temperatura dell'acqua utilizzata per l'infusione e alla durata dell'infusione stessa.

Mediamente, il tè nero contiene in prevalenza caffeina, mentre il tè verde contiene maggiori percentuali di teobromina e teofillina.

A paragone con il caffè, il tè contiene una percentuale minore di caffeina: una tazza (150 cc circa) di tè nero forte, contiene 40 mg di caffeina e una tazza di tè verde, 20 mg di caffeina; una tazzina da caffè (40 cc circa) contiene 100-125 mg di caffeina. Il principale effetto attribuito alla caffeina è quello di azione stimolante sulle facoltà mentali dell'uomo e di diminuzione della sensazione di fatica.

Inoltre, aumenta la circolazione renale e il numero di glomeruli stimolando in tal modo la diuresi. Normalmente un adulto può assumere fino a 400 mg di caffeina al giorno, senza incorrere in effetti avversi quali tossicità generale, effetti cardiovascolari, alterazione degli stati umorali.