Os efeitos colaterais de beber chá descafeinado incluem dor de cabeça, tontura, coceira e sensação de desmaio. O chá descafeinado passa por um processo de tratamento químico durante a produção que elimina a cafeína da bebida. Alguns tratamentos químicos, como dióxido de carbono e acetato de etila, alteram o sabor do chá, enquanto o processo de tratamento com cloreto de metileno pode produzir reações adversas à saúde.
Independentemente do tratamento, a maioria dos produtos químicos do chá descafeinado ocorre em pequenas quantidades, apresentando poucos riscos à saúde. No entanto, algumas pessoas desenvolvem uma sensibilidade ao cloreto de metileno químico. Apenas a exposição alta e repetida produz sintomas, afetando principalmente a cabeça e a parte superior do corpo. Embora não afetem a saúde, os tratamentos com dióxido de carbono e acetato de etila enfraquecem os chás e alteram seus sabores.