已知茶叶中含有500多种化学成分，有机成分有四百五十多种，其中具有生理作用的有很多：

多酚类化合物

茶多酚，也称鞣质，茶叶中有含量很高的各类多酚类化合物，从茶叶中提取出的多酚类化合物粗产物被称为茶多酚，临床上可以用于肾病的治疗，包括肾小球肾炎、肾病综合征等，据研究，茶多酚具有抗氧化、清除自由基及抗血凝、促纤溶、防止血小板粘附和聚集的作用，同时还能够作用于体液免疫、细胞免疫及红细胞免疫机制，抑制自身免疫反应。另据研究茶多酚可能与细胞的遗传物质DNA具有亲合作，从而干扰DNA的生物合成和核酸代谢，因此具有一定的抑菌作用，并可以防治龋齿。

茶中的苦涩味道即来源于这种物质。这类物质具收敛性，有解毒的作用，也是造成便秘的主要物质。还具有较强的还原性，可清除生物体内的超氧自由基。此外，还有抗变态反应、抗炎、驱虫、降血压等作用。

茶多酚中最后重要的成分是儿茶素（一种黄烷醇类物质）。

生物碱

生物碱是一类重要的生理活性物质，茶叶中含有含量较高的咖啡因、茶碱等具有中枢兴奋作用的生物碱类化合物，是提取咖啡因和茶碱的重要原料。

萜类挥发油

茶本身具有独特的清香，这种清香来自茶叶中所含有的萜类挥发油成分。这些香气成分，已知有协调情绪的作用。挥发油成分的保存与茶叶的加工工序有着密切的关系，据研究这种香气成分在乌龙茶和红茶中的含量要比绿茶多，分析认为这是由于萜类挥发油在新鲜茶叶内是以糖苷的形式存在，不易挥发，乌龙茶和红茶在加工过程中工序较多，使糖苷键在一定程度上水解释放出游离的萜类物质所至。

黄酮类化合物

黄酮类化合物是广泛存在于各类植物中的一大类化学物质，现在普遍认为，黄酮类化合物具有多种生理活性，对治疗和预防心血管疾病具有相当的功效。研究发现红茶与绿茶的黄酮类物质含量接近；茶汤中的槲皮素、山萘醇等黄酮类化合物的含量高于果汁、酒类。通过对红茶和绿茶中黄酮类化合物成分分析的研究，人们发现在绿茶和红茶中黄酮的含量较少，而同属于黄酮类化合物的异黄酮、黄烷酮和黄酮醇等比较高。而比较红茶和绿茶，发现黄酮在红茶中种类较多，据分析这可能是由于在红茶的加工过程中一些黄酮类物质发生了变化。

氨基酸

茶中含有的氨基酸主要是茶氨酸。茶氨酸是谷氨酸γ-乙基酰胺，有甜昧。茶氨酸含量因茶的品种、部位而变动。即使同是绿茶，在香茶、焙烤茶中含量少，在玉露炒茶中含量多。

维生素

茶叶中所含的维生素包括水溶性的B族维生素和维生素C以及脂溶性的维生素A、维生素D、维生素E、维生素K。其中维生素B、维生素C、维生素E在茶中含量较高。一般而言，绿茶中维生素含量多，乌龙茶和红茶中含量少。研究人员还在茶叶中发现14种类胡萝卜素，并知道β胡萝卜素对形成红茶的风味有很大影响。

有趣的是，茶中所含的维生素类物质甚至还曾对世界历史产生了影响。欧洲人长途航海时，感到最大的困难是海员经常因为缺乏维生素C而患坏血病死亡，因为长途航海无法补充新鲜的水果和蔬菜，但明朝时郑和率领如此庞大的船队长途航行，却没有记载有一个船员因为患坏血病死亡，西方人研究的结果认为就是因为中国船员经常喝茶。因此茶也解决了欧洲人长途航海的困难，对地理大发现起到了关键的作用。 事實是,那時的中國人懂得吃豆芽菜,豆芽菜中含有豐富的維生素c,而且黃豆綠豆也攜帶方便,又易於栽培