本发明公开了一种采用磁性离子液体（MIL）提取分离茶叶中两类主要活性成分——茶多酚与咖啡碱的方法。该方法包括以下步骤：（1）用两步法合成磁性离子液体CnMIMFeCl4；（2）磁性离子液体CnMIMFeCl4超声提取茶叶中的茶多酚与咖啡碱；（3）茶多酚的分离回收。调节（2）中所得提取液的pH，使茶多酚形成沉淀，过滤后滤液保存备用，滤渣用乙酸乙酯萃取，从乙酸乙酯相中回收茶多酚；（4）离子液体的回收与咖啡碱的选择性分离。在（3）中所述的滤液中加入羰基铁粉（CIP），其与磁性离子液体发生特异性结合生成磁性固体复合物，通过外加磁场将磁性离子液体从提取液中分离出来，咖啡碱不会与CIP结合仍然保留在提取液中，过滤后收集咖啡碱。该方法为茶叶中茶多酚与咖啡碱的提取与分离提供了一种高效的新途径。