Efectele secundare ale ceaiului decafeinizat includ cefalee, amețeli, mâncărime și senzație de leșin. Ceaiul decofeinizat suferă un proces de tratare chimică în timpul producției, care elimină cofeina din băutură. Unele tratamente chimice, cum ar fi dioxidul de carbon și acetatul de etil, schimbă aroma ceaiului, în timp ce procesul de tratare cu clorură de metilen poate produce reacții adverse de sănătate.
Indiferent de tratament, majoritatea substanțelor chimice din ceaiul de cofeină se găsesc în cantități mici, ceea ce reprezintă un risc mic pentru sănătate. Cu toate acestea, unii oameni dezvoltă o sensibilitate la clorura de metilenă chimică. Numai expunerea ridicată și repetată produce simptome care afectează în principal capul și corpul superior. Deși nu afectează sănătatea, tratamentele cu dioxid de carbon și acetat de etil slăbesc ceaiurile și le modifică aromele.