据现代科学检测，茶叶中含有600余种物质，其中有机物质有500余种，约占总量的93.0%～96.5%;无机化合物有100余种，约占总量的3.5%～7.0%。
茶叶中的营养成分主要有蛋白质与氨基酸、维生素、矿物质、糖类、脂肪等，保健物质主要有茶多酚、茶色素、茶多糖、茶皂素、生物碱、芳香类物质等。
【茶多酚类】
(包括儿茶类、黄酮类、黄酮醇类、酚酸类、花色甙类、羟基—基烷醇类等40余物质组成的化合物)，其含量约占干物质总量的15%以上，高的可超过40%，大叶种高于中小叶种。
【茶色素类】
(包括叶绿素、茶黄素、茶红素、β一胡萝卜素等)，约占干物质总量的15.36%～33.42%。
【茶多糖】
是一类组成复杂且变化较大的混合物，是一种酸性蛋白，并结合有大量矿质元素，其含量约占干物质的2.34%～5.13%。
【茶皂素】
为五环三萜类化合物的衍生物，其含量只占干物质总量的0.07%左右。
【蛋白质与氨基酸】
蛋白质为一类高分子量的含氮有机物，约占干物质总量的20%～30%，但是只有10%左右可溶于热水。在茶叶中构成蛋白质的主要成分氨基酸，共有30余种，大多数为人体所必需，其中有8种是人体自身不能合成的。
茶叶中的氨基酸含量约为干物质总量的2%～5%，其中茶氨酸约占氨基酸总量的50%，精氨酸约占13%，天门冬氨酸约占9%，谷氨酸约占8.7%，其余约占13%。
【生物碱】
为一种嘌呤类化合物，包括咖啡碱、可可碱、茶碱，约占干物质总量的3%~5%，其中咖啡碱占有2%~4%，可可碱与茶碱占1%。
【矿物元素】
茶叶中的矿质元素相当丰富，磷、钾含量最高，钙、镁、铁、锰、铝次之，铜、锌、钠、硫、硒、氟为微量元素，人体必需的24种矿质元素。
