茶氨酸易溶于水，只需要用水浸泡就可以提取出来。但是，同时被溶解到水中的，还有茶多酚、咖啡因等各种其它成分。要得到纯度高的茶氨酸，就还需要除去其它成分。好在茶氨酸很稳定，能够耐高温、耐酸、耐碱，在漫长的提取与分离流程中，能保持不失活不分解。所以，各种提取和分离天然产物的手段尽可以轮番上阵，把“杂质”逐渐去除，一步一步地提高纯度。目前，工业上可采用的分离方法有三种：沉淀法、离子交换树脂法和膜分离法。