1.茶堿類平喘藥用于支氣管哮喘：
茶堿主要使用口服緩控釋劑型，用于慢性哮喘的維持治療，以防止急性發作。茶堿擴張支氣管作用不及β2受體激動藥強，起效慢，一般情況下不宜采用。若急性哮喘病例在吸入β2受體激動藥療效不顯著，可加靜脈注射茶堿，以收到相加作用的療效。但是二者聯用時容易出現心率加快和心律失常，應慎用和適當減量。
2.茶堿類平喘藥用于慢性阻塞性肺病:
對患者的氣促癥狀有明顯改善的療效。這是由于茶堿具有支氣管擴張、抗炎、增加纖毛清除功能、擴張肺動脈及降低肺動脈高壓、增強膈肌收縮力、增強呼吸驅動、改善通氣不足等作用的綜合效應。
3.茶堿類平喘藥用于中樞型睡眠呼吸暫停綜合征：
由于腦部疾病或原發性呼吸中樞病變導致通氣不足，茶堿對此有較好療效，使通氣功能增強，改善癥狀。