茶葉中的內含物成分種類含量，隨不同茶類、不同茶樹品種、不同生產地域、不同生產季節、不同生態環境條件、不同栽培管理方法、不同加工工藝技術、不同原料級別而有差異。
據現代科學檢測，茶葉中含有600餘種物質，其中有機物質有500餘種，約佔總量的93.0％～96.5％；無機化合物有100餘種，約佔總量的3.5％～7.0％。
茶葉中的營養成分主要有蛋白質與氨基酸、維生素、礦物質、糖類、脂肪等，保健物質主要有茶多酚、茶色素、茶多糖、茶皂素、生物鹼、芳香類物質等。
生物鹼類
生物鹼亦稱為植物鹼，是一類鹼性含氮有機化合物。茶葉中含的生物鹼包括咖啡鹼、茶鹼、可可鹼、腺鹼等。其中，咖啡鹼的含量最高，佔茶葉總重的2%~5%。
生物鹼主要有以下功效：
1、是中樞神經系統的興奮劑，可使人精神振奮、睡意消失、疲乏減輕，增強人的思維活力和記憶力，提高工作效率。
2、可強化血管壁彈性，鬆弛平滑肌膚，有極好的強心作用。
3、降低血液中的膽固醇，防止動脈粥樣硬化，促進胃液分泌助於消化，並能保持人體的酸鹼平衡。
生物鹼類中以咖啡鹼和可可鹼為主表現出的口感是苦味。苦味是“回甘”的基礎，生津是“回甘”的源泉。 苦味在口中的刺激程度以及散化的快與慢也是判斷茶葉品質的因素之一。
茶多酚
茶多酚是茶葉中酚類有機化合物的總稱，佔茶葉總重的15%~35%，其中兒茶素約佔茶多酚總量的70%，它是茶葉藥理保健作用的主要活性成分。
茶多酚主要有以下功效：
1、調節生理功能，防止動脈粥樣硬化，降血脂、降血糖、降血壓，增強人體免疫力，減輕煙草對人體的毒害，美容養顏。
2、抗癌變、抗衰老。目前茶多酚已可提煉成藥物，被用於臨床醫學，大量的醫學案例證實，它對防治“人類頭號殺手”心腦血管疾病，具有十分顯著的作用。
茶多酚顯現口感的主要是茶單寧，也稱單寧酸、鞣酸，主要表現為澀味。澀味是單寧酸在口腔中使蛋白質凝固而產生的收斂感。單寧酸的化學組成複雜，因原料而有較大差異。可分為兩大類：可水解單寧(又稱酯型兒茶素)和縮合單寧，前者刺激性較強，澀味明顯，並使口腔感覺“粗糙”；後者刺激性弱，澀味弱，使口腔感覺“爽口”、“順滑”。另外茶單寧（兒茶素）沒有咖啡鹼穩定，比較容易分解成單糖等甜味物質，因此苦之後會緊接著感受到甜味。
礦物質類
現代醫學把人體所需的礦物質元素稱為“生命元素”，因為人體骨骼的堅硬、肌肉的收縮、血液的酸鹼平衡、大腦的發育、智力的高低，均與礦物質密切相關。
人們主要從穀物、肉、蛋、魚、奶和各種蔬菜、水果等食物中攝取礦物質類的常量元素，飲茶亦可作為一點補充。
維生素類
在每百克茶葉中，含有維生素A 0.42~0.63毫克，維生素B1 0.1~0.36毫克，維生素B2 0.17~0.35毫克，維生素B6 0.28~0.46毫克，維生素C 8~19毫克。多喝茶有利於補充人體所缺乏的維生素，提高人體免疫力，預防多種疾病。
芳香類物質
芳香類物質雖然不是人體必需的營養素，但是是表現茶香氣的主要物質。聞茶香是一種獨特的精神享受，茶香可以讓人心曠神怡，心情愉悅，從而提高人們生活質量，增進身心健康。
芳香類物質呈現茶品的香味。不同品種、不同產地的茶葉所呈現的香味有很大差異，古樹茶通常呈現出花、蜜香，而且杯底也留有明顯的蜜、甜氣味，而且這類茶葉在存儲時轉化較快。
蛋白質和氨基酸類
蛋白質是生命活動中最重要的基本物質，生命的構成離不開蛋白質，生命的根本現象如繁殖、遺傳、運動也都離不開蛋白質。茶葉中蛋白質的含量雖然佔15%~30%，但溶於水的不到2%。這部分水溶性蛋白質是形成茶湯滋味的成分之一。氨基酸是組成蛋白質的基本物質，茶葉中的氨基酸已發現有茶氨酸、穀氨酸、天門冬氨酸等26種，且各種氨基酸季節變化規律明顯，氨基酸總量表現為春高、秋低、夏居中的趨勢。
氨基酸是茶葉鮮爽口感的主要貢獻者，它不僅在口感上中和了多酚類、咖啡鹼的苦澀味，同時也能演化出千遍萬化的迷人香氣，是高等級茶品不可或缺的一部分。
有機酸
茶葉中的有機酸多為遊離有機酸，如蘋果酸、檸檬酸、琥珀酸、草酸等。在製茶過程中形成的有機酸，有棕櫚酸、亞油酸、乙烯酸等。
茶葉中的有機酸是香氣的主要成分之一，現已發現茶葉香氣成分中有機酸的種類達25種，有些有機酸本身雖無香氣，但經氧化後轉化為香氣成分，如亞油酸等；有些有機酸是香氣成分的良好吸附劑，如棕櫚酸等。
糖類
糖類是生物界分佈最廣泛的一類有機化合物，由碳、氫、氧三種元素組成，它包括葡萄糖、蔗糖、果糖、澱粉、纖維素等。糖類是人體熱量的主要來源。茶中糖類物質的含量佔總重的20%~25%，但泡茶時能浸出的只有它的5%，所以茶是低糖飲品，無論健康的人，還是糖尿病患者，均可放心飲茶。
糖類在味覺表現為甜味，在嗅覺為甜香味。糖類中的果膠對口感有重要的作用。果膠在嫩度適中的茶葉中含量最高，達幹茶的4-5%，水溶性好，有粘性，能讓口腔感覺“稠”、“滑”。陳化過程中果膠可降解為水溶性碳水化合物從而增加滋味。
脂多糖類
脂多糖是糖類與脂類構成的大分子化合物，約佔茶葉總重的3%左右，是構成茶葉細胞壁的重要組成成分。
脂多糖可增強人體免疫功能，有防治輻射損傷的作用，同時也有改善造血功能、增加白細胞數量、保護正常血象等功效。
類脂類
脂類、蛋白質、糖類被稱為人類的三大營養素。脂類是脂肪和類脂的總稱。茶葉中脂類的含量佔幹茶重的2%~3%，相對人體對脂類的日常需求量而言，茶葉中的脂類含量微不足道，但它有助於人體對茶葉中脂溶性維生素（胡蘿蔔素、維生素D/E/K）的吸收，同時對形成茶葉香氣有著積極作用。
茶色素
茶色素的主要成分為茶紅素、茶黃素和茶褐素。茶色素是比茶多酚更具藥用和保健價值的活性物質。現代醫學界認為，茶色素的提取和在醫療中的實際應用，是“茶醫學”興起的標誌，也是國飲向國藥發展的標誌。
茶葉中的色素按其溶解性又分為脂溶性色素和水溶性色素。脂溶性色素不溶於水，例如葉綠素、葉黃素和胡蘿蔔素，主要體現為幹茶的顏色和葉底的顏色；水溶性色素則易溶於水，例如茶紅素、茶黃素和茶褐素，是構成茶湯顏色的主要成分。
茶皂素
常看到茶湯出現泡沫白沫，能產生這種“白沫”的物質叫做茶皂素。茶皂素是山茶科植物中含有的一類天然糖苷化合物，是一類齊墩果烷型五環三萜皂苷的混合物，基本結構由皂苷元、糖體、有機酸三部分組成。茶皂素有促進體內激素分泌、調節血糖含量、降低膽固醇含量、降血壓等功效。
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