饮茶能提神益思、消除疲劳的效用在古书上多有记载。明代顾元庆的《茶谱》中，说饮茶能“少睡”、“益思”。华佗的《食论》中说：“苦茶久食，益意思”。大诗人李白有“破睡见茶功”的诗句。

饮茶能够提神、益思、消除疲劳是生活常识。人们在紧张工作之余喝一杯茶，马上使人感到精神振奋、疲劳缓解；人们在伏案写作的时候喝一杯茶，能够开阔思路；在紧张办公的时候喝一杯茶，能够提高工作效率。

有人拿白鼠进行过试验，内容有游泳、在迷宫中寻路等。结果证明，饮茶一组的白鼠运动的效率高、记忆能力明显提高。茶的这种功效主要是因为茶中含有咖啡碱、茶碱、可可碱。饮茶的提神、缓解疲劳的功效主要是由咖啡碱引起的。喝5杯红茶或喝7杯绿茶相当于服用0.5克咖啡碱，能提高代谢率10％，从而消除疲劳。

大脑细胞活动的能量来源于腺苷三磷酸（ATP），腺苷三磷酸的原料是腺苷酸（AMP）。咖啡碱能使腺苷酸的含量增加，提高脑细胞的活力，起到增进大脑皮质活动的功效。

咖啡碱还具有刺激人体中枢神经系统的作用，这一点不同于乙醇等麻醉性物质（如含乙醇高的白酒）。白酒是以减弱抑制性条件反射来起兴奋作用的。而咖啡碱使人体的基础代谢、横纹肌收缩力、肺通气量、血液输出量、胃液分泌量等有所提高。

乳酸是引起身体和大脑疲劳的物质，咖啡碱、茶碱和可可碱能够加速乳酸的排出，从而消除疲劳。