Le maté contient des xanthines, qui sont des alcaloïdes de la même famille que la caféine, la théophylline et la théobromine, des stimulants bien connus que l'on trouve également dans le café et le chocolat. Le maté contient également des éléments tels que le potassium, le magnésium et le manganèse. La teneur en caféine varie entre 0,3 % et 1,7 % du poids sec (à comparer aux 2,5-4,5 % pour les feuilles de thé et aux 1,5 % pour le café moulu).
Les produits à base de maté sont parfois commercialisés comme des alternatives "sans caféine" au café et au thé, et on dit qu'ils ont moins d'effets négatifs. Cela est souvent basé sur l'affirmation que la principale xanthine active du maté est la "matéine". On dit à tort qu'il s'agit d'un stéréoisomère de la caféine (il n'est pas chimiquement possible que la caféine ait un stéréoisomère). "Matéine" est un synonyme officiel de caféine dans les bases de données chimiques. La matéine est donc de la caféine.
Des chercheurs de l'Université internationale de Floride à Miami ont découvert que le yerba mate contient effectivement de la caféine, mais certaines personnes semblent mieux tolérer une boisson à base de mate que le café ou le thé. Cela s'explique par le fait que, mis à part la caféine, le maté contient des substances chimiques différentes de celles du thé ou du café.
D'après des rapports d'expériences personnelles avec le maté, ses effets physiologiques sont similaires (mais distincts) à ceux du café, du thé ou des boissons au guarana. Les utilisateurs font état d'un état mental d'éveil, de concentration et de vigilance qui rappelle la plupart des stimulants. Cependant, ils font souvent remarquer que le maté ne produit pas les effets négatifs généralement créés par d'autres composés de ce type, tels que l'anxiété, la diarrhée, la "nervosité" et les palpitations cardiaques. (L'effet laxatif du café provient d'une substance qui entoure la fève brute, et non de la caféine elle-même).
Des études sur le maté, bien que limitées, ont montré que le cocktail xanthine de maté est différent des autres plantes contenant de la caféine, dans ses effets sur le tissu musculaire, par opposition à ceux sur le système nerveux central. Il a été démontré que le maté a un effet relaxant sur le tissu musculaire lisse et un effet stimulant sur le tissu myocardique (cœur).
Les effets négatifs du maté seraient anecdotiquement moins importants que ceux du café, bien qu'aucune explication ne soit fournie, si ce n'est son potentiel en tant qu'effet placebo. De nombreux utilisateurs rapportent que la consommation de yerba mate ne les empêche pas de s'endormir, comme c'est souvent le cas avec certaines boissons stimulantes plus courantes. Elle renforce leur énergie et leur capacité à rester éveillés à volonté. Cependant, la quantité nette de caféine dans une préparation de yerba mate est généralement assez élevée, en grande partie parce que le remplissage répété du maté avec de l'eau chaude permet d'extraire les xanthines hautement solubles de manière extrêmement efficace. C'est pour cette raison qu'un seul maté peut être partagé par plusieurs personnes tout en produisant l'effet stimulant souhaité chez chacune d'entre elles.
Des études in vivo et in vitro montrent que la yerba mate présente une activité significative de lutte contre le cancer. Des chercheurs de l'université de l'Illinois (2005) ont découvert que le yerba maté était "riche en constituants phénoliques" et qu'il "inhibait la prolifération des cellules cancéreuses orales".
D'autre part, une étude du Centre international de recherche sur le cancer a montré une corrélation limitée entre le cancer buccal et la consommation de maté chaud (aucune donnée n'a été recueillie sur les buveurs de maté froid). Étant donné l'influence de la température de l'eau, ainsi que l'absence d'ajustement complet pour l'âge, la consommation d'alcool et le tabagisme, l'étude conclut que le maté n'est "pas classable quant à sa cancérogénicité pour l'homme".
Une demande de brevet américaine du 11 août 2005 (documents #20050176777, #20030185908, et #20054926) cite l'extrait de yerba maté comme inhibiteur de l'activité de la MAO ; l'inhibition maximale observée in vitro était de 40-50%. Un inhibiteur de la monoamine oxydase est un type d'antidépresseur, il existe donc des données qui suggèrent que le yerba mate a un effet calmant à cet égard.
En outre, le Centre de l'armée américaine pour la promotion de la santé et la médecine préventive a noté que le yerba mate peut provoquer de l'hypertension lorsqu'il est utilisé conjointement avec d'autres inhibiteurs de la MAO (tels que le Nardil et le Parnate).
