1．叶绿素的变化
叶绿素是形成绿茶色泽的重要成分。叶绿素由蓝绿色的叶绿素a和黄绿色的叶绿素b组成，前者含量高时叶片呈深绿色，后者表现为黄绿色，幼嫩芽叶中含量较高。因此，叶绿素在成茶中的含量和二者的比例在很大程度上决定着茶叶的颜色，保留量多，色泽就显得绿翠。
然而，叶绿素是一种很不稳定的物质，在光和热的作用下，易分解，尤其是受到紫外线的照射更是如此。不少研究者都认为，绿茶失绿变褐的一个重要原因，是叶绿素在贮藏过程中脱去镁形成脱镁叶绿素。一般情况下，这种脱镁叶绿素的比例达到70％以上时，就会出现显著的褐变。
2．茶多酚的氧化、聚合
通常认为茶多酚类是与茶叶汤色和滋味关系最密切的成分。茶叶中含量的多寡决定着茶汤的滋味浓度和收敛性、爽度。这类本是无色的物质，红茶加工时在酶类的催化下，经一系列反应生成了对汤色、滋味有着举足轻重影响的茶黄素，进一步的聚合生成对汤色色泽起重要作用的茶红素。然而，茶黄素、茶红素在存放中易进一步发生氧化，聚合成对汤色和滋味都不利的高聚化合物。
绿茶是以茶多酚的保留量高为主要特征的，同样在贮藏中易发生氧化，生成醌类，从而使茶汤变褐。并且这种氧化产物还会和氨基酸类进一步反应，使滋味变劣。
3．维生素C的减少
维生素C不但是茶叶所含的保健成分之一，且与茶叶品质优劣密切相关。特别是品质好的绿茶，其含量是很高的。维生素C也是一种很易被氧化的物质，这是越是高级绿茶愈难以保管的原因之一。
维生素C被氧化后可以生成脱氢维生素C，这种形态易与氨基酸反应，形成氨基羰基，这既降低了茶叶的营养价值，又使颜色发生了褐变。同时由于氨基酸含量减少，滋味也变得不鲜爽。有不少学者认为，如果绿茶中维生素C残留量有80％以上，那么绿茶品质几乎不会发生什么变化，一旦下降到60％以下，茶叶品质就明显变质了。
4．类脂物质的水解和胡萝卜素的氧化
脂类置于空气之中，会与空气中的氧慢慢起氧化，生成醛类与酮类，从而产生酸败臭那样的气味。茶叶中含有约8％左右的脂肪等类脂物质，在贮藏过程中同样会被氧化、水解。类脂水解后变成游离脂肪酸。许多研究都说明，茶叶贮藏过程中游离脂肪酸的含量是不断增加的。随着游离脂防酸含量的增加，不仅茶叶香味显陈，汤色也会加深，从而导致饮用价值和商品价值降低。
此外，茶叶中还有一类黄色色素，如类胡萝卜素。这类物质具体成分较复杂，由于都是光合作用中的辅助成分，有一定的吸收光能性质，因此，较易被氧化。氧化后会产生一种类似于胡萝卜贮藏后产生的那种气味，使茶汤变劣。
5．氨基酸的变化
氨基酸与蛋白质一样，都是茶叶的重要含氮成分，更是赋予茶汤鲜爽宜人滋味的主要物质，它在形成茶汤的酸味和甜味方面发挥一定的作用。茶叶中氨基酸的种类多，含量高，尤其是绿茶，它含量的高低是判别其优劣的主要标志。
茶叶在存放期间，氨基酸会与茶多酚类自动氧化的产物结合生成暗色的聚合物，致使茶叶既失去收敛性，也丧失了新茶原有的鲜爽度，变得淡而无回味。红茶贮存中，氨基酸能与茶黄素、茶红素作用形成深暗色的高聚物。另外，氨基酸在一定的温湿度条件下还会氧化、降解和转化，造成贮放时间愈长，氨基酸含量下降愈多。
6、香气成分的变化
随着茶叶存放时间的延长，茶叶香气日渐低落，陈味显露，尤其是新茶特有的清香散失。现代化学分析揭示了这一过程不仅包含着茶叶原有香气成分的丢失，也有一些陈味成分的产生和增加。
研究认为，构成绿茶新茶香特征的主要成分是正壬醛，顺－3－己烯己酸酯、吲哚和一些目前还未知的成分。这些成分在茶叶贮放中，随着时间的推移，明显减少。与此同时，在贮放期间也产生了一些新化合物，经感官审评，认为是有茶叶陈味的成分。主要有：1－戊烯醇－3、顺－2－戊烯醇－1、反－2．顺－4－庚二烯醛和丙醛。
还有些研究者认为，可以利用茶叶香气成分中是否存在丙醛和1－戊烯－3－醇来鉴别是新茶还是陈茶。除此之外，贮藏过程中β－紫罗酮、5．6－环氧－β－紫罗酮和二氢海葵内酯等胡萝卜素转化衍生而成的成分，也有不同程度的增加。
