茶碱类平喘药松弛支气管平滑肌的作用机制是：
①抑制磷酸二酯酶，使cAMP分解减少而升高cAMP水平，引起支气管舒张。
②抑制过敏介质释放。
③阻断腺苷受体，对抗内源性腺苷诱发的支气管平滑肌收缩。
茶碱的基本结构是甲基黄嘌呤，是嘌呤受体阻滞剂，对气道平滑肌有直接松弛作用，能对抗腺嘌呤等对呼吸道的收缩作用，能增强膈肌收缩力，尤其在膈肌收缩无力时其作用更显著，因此有益于改善呼吸功能。此外茶碱还具有抗炎作用，促进气道纤毛运动，对淋巴细胞的免疫调节作用以及强心、利尿、扩张冠状动脉、兴奋呼吸中枢和呼吸肌作用等。