在植物分类系统中，山茶属被子植物、双子叶植物、原始花被、山茶属、山茶科、山茶属。据研究，茶树所属的被子植物起源于中生代早期，双子叶植物的繁盛期在中生代中期，山茶科植物化石出现在中生代末期的白垩纪地层中。
在山茶科中，山茶花是一个相对原始的物种，起源于中生代末至新生代早期，茶树是山茶花中相对原始的物种。据此，植物学家分析推论，茶树的起源应有六千万至七千万年的历史。
我国是茶树的原产地，中心地区是云南、贵州、四川等省的毗邻地区。由于第三纪中期的地质演化，出现了喜马拉雅山的隆升运动和西南横断山脉的隆升运动。由于地势升高以及当时出现的冰川和洪水，形成了褶皱破碎的山间山谷。这样，由于垂直气候的影响，同一片原本属于热带的地区，既有热带和亚热带，又有温带和寒带，造成茶树同源隔离、分离的现象。
这样，由于茶树地理气候条件的差异和漫长的繁殖历史，茶树本身缓慢的生理变化和物质代谢的逐渐变化，使茶树对气候的适应以及他们生活的土壤。并改变其自身的形态结构和代谢类型发育，形成了不同的茶树生态类型。