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目前，茶葉中一共發現了26種氨基酸，其中20種蛋白質氨基酸，6種非蛋白質氨基酸（茶氨酸，豆葉氨酸，谷氨酰甲胺，r-氨基丁酸，天冬酰乙胺，B-丙氨酸）。
這些氨基酸有的本身具有一定的香味，有的直接參與茶葉香氣、滋味的形成，或轉化的揮發性醛類及其他產品，也是茶葉香氣成分。
茶氨酸是在1950年，由日本學者酒戶彌二郎博士從高級綠茶中分離鑒定出來的，是一種不參與蛋白質組成的特殊氨基酸，迄今為止，除在茶梅、山茶、油茶、蕈等四種天然植物中檢測出其微量存在外，其它植物中尚未發現茶氨酸。
自然界存在的茶氨酸都是左旋的（L型），系統命名為：N-乙基-γ-L-谷氨酰胺(N-ethyl-L-glutamine)。
含量：
嫩葉>老葉，嫩梗>芽>葉，茶氨酸嫩梗含量比芽葉高1-3倍；
小葉種>大葉種；
春梢>秋梢>夏梢；
高海拔＞低海拔；
高緯度＞低緯度；
測定表明,在六大茶類中,以白茶中茶氨酸的含量最高,為300719mg/100g,其次是綠茶和黃茶,在173011～194417mg/100之間,含量最低的是黑茶,只有7111mg/100g。分析認為,導致黑茶中茶氨酸含量低的主要原因是加工過程的“渥堆作用”,促使茶氨酸遭到大量破壞,以致含量急劇下降。茶氨酸是茶葉中的重要的呈味物質，一般茶葉中的含量為0.5%～3.0%（干重），占茶葉中游離氨基酸總量的40%～60%。極易溶于水，茶湯中浸出率達到80％。茶氨酸具有焦糖香和類似味精的鮮爽味，能消減咖啡堿和兒茶素引起的苦澀味，增強甜味，尤其與綠茶滋味等級呈強正相關，其味覺閾值約0.06%～0.15%，已成為評價高級綠茶的重要標志之一。
此外，因茶氨酸可緩解其它食品的苦味和辣味，有效改善食品風味，目前已應用于食品添加領域。近年來的研究還表明，茶氨酸有抗腫瘤、降血壓、提高記憶力、安神鎮定等生理作用，還可作為大腦功能促進劑的有效成分使用，在醫學領域，也有廣泛的應用。
茶氨酸在醫學上的應用
1.茶氨酸的抗腫瘤作用
茶氨酸不僅可以增加了抗癌藥物對原發癌的抗癌活性，而且對癌細胞的轉移也有抑制作用。因為茶氨酸是谷氨酰胺的衍生物，而腫瘤細胞的谷氨酰胺代謝比正常細胞活躍得多。因此，茶氨酸作為谷氨酰胺的競爭物，通過干擾谷氨酰胺的代謝來抑制癌細胞的生長。
通過對小白鼠的研究表明口服綠茶不僅可以減少腫瘤的形成，而且可以顯著地減少它的大小。一些研究人員認為茶氨酸可以增加小白鼠體內抗癌藥物亞德里亞霉素和阿霉素(DOXORUBICIN)的抗腫瘤性能，與之聯合抵御癌細胞的轉移。同時阻止抗癌藥物PIRARUBICIN，流出M5076腫瘤細胞，并使PIRARUBICIN在腫瘤細胞中的濃度增加了113倍，使PIRARUBICIN的治療效果提高了117倍。
2.茶氨酸的降壓作用
血壓的調節主要是通過中樞及未梢神經系統的兒茶酚胺和5一羥色胺的增減實現的。在給予鼠茶氨酸后能夠減少5一羥色胺的含量，使5一羥色胺在大腦的合成減少以及增加其在腦中的分解。
當給自發性高血壓大鼠(SHR)注射不同劑量的茶氨酸時血壓下降，且下降程度呈劑量反映關系，在高劑量組可觀察到血壓明顯下降。但即便給予最高劑量的茶氨酸(2000MG/KG)也不會改變止常(WISTAR)大鼠的血壓。與茶氨酸結構相似的谷氨酸沒有發現有降低血壓的作用。
3.茶氨酸對神經系統的重要作用
1975年，木村等人研究證明了茶氨酸對咖啡堿產生的興奮有拮抗作用，可用于抑制咖啡堿引起的興奮作用，具有安神作用。TsunodaT等報道，茶氨酸可顯著抑制咖啡堿引起的神經系統的興奮。KakukaT等通過腦電圖儀評介方法確定，在與咖啡堿相同濃度下，茶氨酸對咖啡堿的刺激作用產生拮抗。
我們都知道大腦神經遞質與提高記憶力和學習能力密切相關。Terashima等人研究發現茶氨酸能使腦內神經遞質多巴胺顯著增加，提高記憶力。在評價記憶力的Operanttests和Avoidancetests實驗中，在水中添加茶氨酸的大白鼠的學習和記憶能力都有提高，表現為學習和記憶時間比未添加茶氨酸組明顯縮短。
通過使用血清素(5-羥色胺)代謝抑制劑研究發現茶氨酸可對大腦血清素的合成和分解產生影響。服用茶氨酸后，大腦中色氨酸的含量明顯增加或有增加趨勢，可血清素的含量減少。茶氨酸可能會減少血清素的合成及增加其分解，或抑制血清素的釋放。
通過給予小鼠不同劑量的茶氨酸30天后發現，茶氨酸能明顯延長小鼠負重游泳時間，減少肝糖原的消耗量，降低運動時血清尿素氮水平，對小鼠運動后血乳酸升高有明顯的抑制作用，能促進運動后血乳酸的消除，說明茶氨酸具有抗疲勞作用。
4.茶氨酸對人體的放松作用
一般說來，動物及人總是在大腦表面上產生非常弱的脈沖，稱腦波。腦波根據頻率分為α、β、δ及θ波，每種腦波都與個人的精神狀態有關。δ波是在熟睡時，θ波是在打盹狀態時，α波是在安靜時(松馳狀態)，β波是在興奮狀態時分別出現。
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