在植物分类系统中，茶树属被子植物门，双子叶植物纲，原始花被亚纲，山茶目，山茶科，山茶属。据研究，茶树所属的被子植物起源于中生代的早期，双子叶植物的繁盛时期是在中生代的中期，山茶科植物化石出现在中生代末期白垩纪的地层中。
在山茶科里，山茶属是比较原始的一个种群，它发源于中生代的末期至新生代的早期，而茶树在山茶属中又是比较原始的一个种。据此，植物学家分析推断，茶树的起源至今应当有6000万年至7000万年的历史了。
我国是茶树的原产地，中心地带是滇、黔、川等省区的毗邻地区。由于第三纪中期的地质演变，出现了喜马拉雅山的上升运动和西南地区横断山脉的上升。由于地势升高以及当时出现的冰川和洪积，形成了褶皱和断裂的山间谷地。这样，因垂直气候的影响，使得原属热带的同一区域内，既有热带和亚热带，又有温带和寒带，使茶树出现了同源隔离分居现象。
这样，由于茶树各自所处地理和气候条件的差异，并经过漫长历史的繁衍过程，引起了茶树自身的缓慢生理变化和物质代谢的逐渐改变，从而使茶树各自朝着适应所处的气候、土壤而改变自身的形态结构和代谢类型发展，形成了茶树不同的生态类型。