Kofeina Zawartość kofeiny w suchych liściach zielonej herbaty jest około dwukrotnie wyższa niż w suchych ziarnach kawy. Zawartość kofeiny w gotowym napoju zależy jednak od sposobu zaparzania oraz ilości użytego surowca w porównaniu do objętości wrzątku. Na ogół, kawę zaparza się w oparciu o większą ilość surowca. W odniesieniu do tej samej objętości gotowego napoju szacuje się, że typowo zaparzona zielona herbata zawiera dwu- lub trzykrotnie mniej kofeiny niż przeciętnie zaparzona kawa. Warto jednak zauważyć, że mocna zielona herbata może mieć wyraźnie wyższą zawartość kofeiny niż kawa. Badanie spektrofotometryczne wykazało, że napar z zielonej herbaty zawiera 169–450 mg kofeiny na 1 l płynu. Dla porównania, zawartość kofeiny w kawie parzonej to 386–652 mg/l.
Oprócz kofeiny zielona herbata zawiera także inne związki o działaniu słabiej analeptycznym od kofeiny, pochodne ksantyny, między innymi teobrominę, teaninę i teofilinę.