超臨界CO2萃取
超臨界流體萃取(SFE)是近20年發展起來的壹種分離方法，具有對有機物溶解度高、傳質速度快、操作條件溫和等優點。由於CO2臨界值低，安全方便，使用超臨界CO2流體作為萃取溶劑更有優勢。超臨界CO2萃取在茶葉深加工中的應用始於從成品茶中脫除咖啡因。維茨圖姆和休伯特用超臨界二氧化碳處理茶葉，使茶葉中的咖啡因含量從3%降至0.07%。采用超臨界萃取技術分離提取茶葉中的咖啡因，再用二氯甲烷萃取分離，得到純度為95.16%的咖啡因。提取率和收率分別為65438±06.85%和0.55%。超臨界CO2萃取工藝選擇性強、效率高、產品質量好、收率高，但生產成本高，難以被廠家接受，目前仍處於實驗室研究階段。茶葉綜合提取可同時獲得茶多酚和咖啡因，降低成本。
吸附法
常用的吸附劑有氧化鋁、矽藻土、活性炭或XAD2大孔吸附樹脂。由於茶多酚汙染樹脂導致再生困難等尚未解決的問題，離子交換樹脂從茶葉中分離咖啡因至今沒有在實際生產中發揮作用。為了使洗脫液滲透到樹脂中，取代咖啡因，往往要用氨-乙醇或NaOH-乙醇等與水混溶的洗脫液洗脫壹些水溶性雜質，還需要用有機溶劑萃取純化，因此過程繁瑣，重復性強。日本學者用20 mL烏龍茶汁通過裝有30 g矽藻土的吸附柱，再用150 mL二氯甲烷洗脫，柱中99.8%的咖啡因可被洗脫。活性炭常被用作咖啡因的捕集劑，當通過CO2汽提從植物中除去咖啡因時，它常被用作吸附劑來吸收CO2中的咖啡因。
升華法
利用咖啡因在235℃ ~ 238℃可大量升華的性質，設計了各種升華裝置提取咖啡因。陳友仁等人設計了壹種新的咖啡因提取裝置，這是壹種通過升華直接從茶葉中制備咖啡因的方法。升華罐與冷凝罐直接相連，升華罐底部由遠紅外加熱爐加熱。冷卻分離罐由分離罐、收集網、環形集水槽、水冷夾套進出口管、煙道和攪拌傳動軸組成。該裝置不僅能完成從茶葉中提取咖啡因的加熱升華，還能直接冷卻升華物分離出咖啡因晶體，提取時間短，收率高，純度好。該裝置提高了咖啡因的提取率，避免了汙染。Ramaswamy通過靜電沈澱回收粗品咖啡因，再經過濃縮、結晶、純化得到純咖啡因。毛對的結晶盒進行了改進。升華法可獲得醫用咖啡因，但很難將升華後的咖啡因有針對性地濃縮，導致損失大，提取率低，在生產中已逐漸被淘汰。
溶劑法
廣泛應用於咖啡因的生產，產品收率高於升華法。這種方法通常與茶多酚的工業生產過程結合使用。目前國內應用最廣泛的方法是有機溶劑萃取法。主要有兩種方法:第壹種方法是用熱水提取茶葉，然後用氯仿等有機溶劑提取，濃縮有機相提純結晶咖啡因。程金耀等人將茶葉放入萃取塔中，在水中煮沸2小時。提取液經沈澱池沈澱、過濾、離心後分離，進入清液池，蒸發濃縮至40% ~ 60%，按3: 1 ~ 6: 1的比例加入氯仿或二氯甲烷，混勻後送入萃取塔進行萃取。將提取液在0℃ ~ 4℃下靜置30分鐘。取出罐中粗咖啡因後，在≤65438±000℃恒溫60-70分鐘，最後放入升華罐中升華，得到純咖啡因。第二種方法是通過加入石灰水和堿使茶葉變性，然後用氯仿等鹵代烴提取，蒸發溶劑，熱水提取，純化，結晶得到產品。這兩種方法具有操作簡單、成本低、收率高的特點。但由於二氯甲烷或氯仿的使用和殘留，影響了產品的質量。同時，如果用MgO或CaO等堿性水浸泡茶葉，有機溶劑不易進入，需要反復萃取，不僅消耗大量有機溶劑，而且效率低。
微波輻射法
張和林滿斌利用微波輻射從茶葉中提取咖啡因，將65438±00.0g粉末狀幹茶樣品置於250ml錐形瓶中，加入壹定量的98%乙醇和水的混合物，放入高火度的微波爐中，輻射壹定時間後取出，取出抽濾，將濾液中的乙醇在水浴中蒸發，將殘渣倒入蒸發皿中，加入生石灰攪拌成漿狀。該方法操作簡單，節能省時，提取率高，產品純度高。
萃取升華合成法
提取法和升華法都需要進壹步改進和完善。因此，合肥煤炭科學研究院吸收了它們的優點，將它們有機地結合起來，開發出壹種新工藝。這個過程的重要工序是:茶葉→預處理→升華→雜質處理→升華→無水咖啡因。
其他制備方法
張曉麟等人選擇了PA樹脂和XDA大孔吸附樹脂來生產茶多酚和咖啡因。該方法避免了有毒溶劑的使用，具有操作簡便、能耗低、汙染少、選擇性高的特點。周誌等以中低檔綠茶為原料，采用微波水提法結合乙酸乙酯萃取法從茶葉中提取咖啡因。該工藝流程短、效率高、無毒、產品純度高。