茶叶中含有的多种化学成份是人体不可缺少的营养成份或是具有重要保健价值的成份。茶叶中存在的化学成份有茶多酚、咖啡碱、脂多糖、碳水化合物、蛋白质、酶类、维生素和矿物质。现介绍其中的几种主要成份。
茶多酚，它是一类多酚化合物的总体，主要包括儿茶酚、黄酮、花青素、酚酸等。其中以儿茶酚含量最多。茶多酚不仅和茶叶的色、香、味有密切关系，而且饮茶的许多重要功效均与茶多酚有关。茶叶的抗癌效应，可能是以茶多酚为主的多种有效成份协同作用的结果。
茶素（咖啡碱），茶叶中含有2~5%的咖啡碱及少量的茶碱和可可碱，它们均能溶于热水中。咖啡碱能兴奋中枢神经，增强大脑皮层的兴奋过程，从而达到振奋精神、提高工作效率的目的。饮茶还能提高触觉、味觉和嗅觉的分辨能力，这些均认为与咖啡碱有关。咖啡碱还是一种血管扩张剂，能加快呼吸、提高肌肉的工作量，而又不加快脉搏，也不增加血压。它与茶多酚协同作用，可防止人体内胆固醇升高，有防止心肌梗塞的作用。
脂多糖，一般含量为3%，药理实验表明，适当的植物脂多糖进入机体后，在短时间内可以增强机体的非特异性免疫力，对提高机体对疾病的抵抗力作用很大。
碳水化合物，含量约22%，能被热水冲泡出来的不过4~5%。所以糖尿病人饮茶是安全的。临床实验还证明，糖尿病人饮茶有治疗效果。
酶类，茶叶中含有多种酶，这对制造红茶有重要意义。在红茶发酵的生物化学变化中，酶起着重要的作用，缺乏酶的嫩汁是不会有发酵作用的。因此茶叶中具有的各种酶，具有疏肝解毒、理气调经之功效。
维生素，茶叶中含有10多种维生素，如维生素C、E、D等。其中维生素C的含量比其他植物都丰富，比柠檬汁和橙汁多2~3倍。因此具有营养、调节生理、延年益寿之功效。
无机盐，茶叶中含有多种无机盐，包括磷、钾、钙、镁、硫、钠、氟等。其中钾的含量较多，占无机盐总含量的50%。每日饮茶10克大约可获得1毫克氟。氟不仅参与牙齿形成时期的钙化，而且能干扰细菌的产酸，有防龋作用，所以饮茶对牙齿的保健十分重要。