國內外茶葉脫咖啡因的方法主要有熱水提取法、有機溶劑提取法、膜分離法、沈澱法、柱層析法等。氯仿或二氯甲烷提取應用廣泛，但兩者毒性都很大，操作不當可能會有危險。
如果不能使用有機溶劑，理想的溶劑是水。茶葉中咖啡因的溶解度大於其他物質在熱水中的溶解度，但需要準確確定提取出多少咖啡因。
升華法:咖啡因在120℃以上開始升華，然後升華到180℃。冷卻後變成針狀晶體。通過使用該屬性，它被提取。目前國內大部分大學采用升華法進行教學，溫度控制在182 ~ 185℃，冷卻後為5。
此外，還有壹種簡單的熱水提取法。根據咖啡因易溶於80℃以上熱水的特性，國內外壹些研究人員從茶葉初加工工藝入手，探索在茶葉初加工過程中采用水提法去除咖啡因的可行性。Tsuchida Tengjiro等人發現，無論是新鮮茶葉、蒸青葉還是枯萎葉，直接浸泡在85℃的熱水中，大約1min後，咖啡因迅速溶解。溶出率達到71%，浸泡3分鐘後，咖啡因溶出率達到83%。然而，在60℃的熱水中5min，新鮮茶葉和蒸青茶葉中咖啡因的溶出率很小，說明咖啡因的溶出率受熱水溫度的制約。吳的研究表明，提取溫度由80℃提高到90℃，咖啡因的提取率可由60.566%提高到90%。
溶劑提取法:用極性溶劑提取茶葉，然後進行液液萃取分離，最後得到產品。目前，這種方法主要用於工業生產。產品收率為5% 10%，純度約為80% ~ 98%。使用的有機溶劑有丙酮、乙醚、甲醇、己烷和氯仿等。這種方法使用多種有機溶劑。
離子沈澱法:離子沈澱法是將咖啡因與金屬分離，如銅鹽、鉛鹽或三氯化鋁。這種方法使用對人體有毒的重金屬作為沈澱劑，影響產品的安全性。
柱分離制備方法:柱分離制備方法包括凝膠柱、吸附柱和離子交換柱。近年來，人們開始重視提高純度，因此對色譜柱分離的研究也很多。該技術的關鍵是柱填充和洗脫研究。說明柱分離制備法純度可達98.1%，如果用凝膠柱分離，殘留量僅為0.1%。
膜提取技術:在茶汁中加入0.01%左右的果膠酶，在50℃恒溫4h，使果膠酶分解，可以提高超濾時的滲透速度。然後用分子量為40000 ~ 50000的超濾膜進行分離，約12%的茶多酚被截留，而咖啡因未被膜截留。滲透液通過反滲透濃縮。
綜上所述，前兩種設備需求量小，無毒害作用，但產量低，適合教學或實驗用；後三種化學品對人體有明顯的毒性作用，適合工業化生產；膜萃取技術應該是未來的發展方向，但超濾膜的生產成本需要進壹步降低。