在植物分类学中，茶树属于被子植物，山茶科，山茶属。据植物学家研究，被子植物起源于中生代早期，于中生代中期繁盛。在中生代末期白垩纪的地层中发现了山茶科植物化石，而山茶属又是山茶科中较早的一个种群，出现于中生代末期至新生代早期。茶树又是山茶属中较为原始的一个物种，根据以上种种，植物学家推测茶树起源于6000万～7000万年前。