在茶叶中含有六百多种化学成分，这些成分对茶叶的香气、滋味、颜色以及营养保健功能起着重要作用。其中对人体健康关系密切的主要有以下几类：
1、咖啡碱：咖啡碱是茶叶中一种含量很高的生物碱，一般占茶叶干物质的2-5％，它是一种中枢神经兴奋剂，具有提神作用。
2、多酚类化合物：可溶性的多酚类化合物在茶叶干物质中约占10-20％，主要有占茶多酚总量70％的儿茶素，它们具有防止血管硬化、防止动脉粥样硬化、降血脂、消炎抑菌、抗辐射、抗癌、抗突变等多种功效。茶多酚是容易氧化的化合物，在有氧的供给和酶的催化作用下，起氧化作用并呈红色。红茶的红色及独特的香气和滋味，就是茶多酚氧化聚合的结果。
3、维生素类：茶叶中含有丰富的多种维生素，有维生素B5 、B1、B2、B11、C、E、K等。其中维生素B5的含量最高，可以预防癞皮病等皮肤病。维生素B1 能维持神经、心脉和消化系统的正常功能；维生素B2 可增进皮肤弹性和视网膜的正常功能。维生素B11 能参与人体脂肪的新陈代谢，有减肥作用。维生素C能防治坏血病，增强机体抵抗力，促进伤口愈合。维生素E也叫生育酚，可抗氧化，延缓衰老。维生素K可促进肝脏合成凝血素，有益于人体健康。
4、矿物质元素：茶叶中含有多种矿物质如磷、钾、钙、镁、铁、锰等及氟和硒。氟对于预防龋齿和防治老年骨质疏松症有明显效果。硒具有防辐射、抗癌等功效。
5、氨基酸：茶叶中的氨基酸已查明的有25种，其中茶氨酸含量最高，占氨基酸总量的50％以上，茶氨酸有利于人体发育，可调整脂肪代谢。
6、其他成分：茶叶中含脂多糖，具有防辐谢和增加白血球数量的功效。茶叶中含二苯胺，具有降血糖功效，茶叶中的氨基丁酸具有降血压作用。
茶叶的十大保健功效：提神益思、利尿通便、固齿防龋、消炎灭菌、解毒醒酒、降脂降压、祛腻消食、保肝明目、防辐射抗癌变、抗衰老延年益寿。