茶叶的化学成分是由3.5-7.0%的无机物和93～96.5%的有机物组成。茶叶中的无机矿质元素约有27种，包括磷、钾、硫、镁、锰、氟、铝、钙、钠、铁、铜、锌、硒等多种。茶叶中的有机化合物主要有蛋白质、脂质、碳水化合物、氨基酸、生物碱、茶多酚、有机酸、色素、香气成分、维生素、皂苷、甾醇等。
茶叶中含有20-30%的叶蛋白，但能溶于茶汤的只有3.5%左右。茶叶中含有1.5-4%的游离氨基酸，种类达20多种，大多是人体必需的氨基酸。茶叶中含有25-30%的碳水化合物，但能溶于茶汤的只有3-4%。茶叶中含有4-5%的脂质，也是人体必需的。
研究显示茶叶含有咖啡因、单柠酸、茶碱、茶多酚、维生素C、B及P和锌，尤其是绿茶含锌最多，超过贝类及紫菜中之含锌量，而慢性丙肝患者在一份研究中有三分之二以上其血中锌含量小于正常值。
接受干扰素治疗的每个病患几乎皆在低锌状态，此时会表现出食欲不佳及消化不良的现象。锌是多功能微量元素，人体内有数十种需要锌激活的酵素，参与保持生命的代谢过程，这些病患接受锌治疗后消化不良症状消失。若每天饮用绿茶3~5克，确实可以满足人体对锌的需要量，目前市面上也有以绿茶做成锭剂来服用，也是很方便的。
茶叶的另一种功能是能止渴解油腻，只因茶汁中含有单柠酸，单柠酸可以帮助消化，有杀菌作用，可以与毒物结合，而延迟毒物吸收，达到解毒目的。茶叶中还有儿茶酸、维生素C及P，可以增强血管柔韧性及渗透性，可预防血管硬化。茶多酚可以防止癌症产生。
有人认为抽烟者之尼古丁，可以藉由喝茶来消除，这是错误的观念，吸烟对肝炎患者不利的，因为烟草是可以致癌的。所以肝炎患者最好戒烟，而且饮茶并不能清除尼古丁对肝脏之毒性。适当的饮茶对人体健康是有一定的好处的。
多吃素多喝茶一直是人们倡导的健康生活理念，但据台湾《台视新闻》近日报道，台湾不少医院最近却接二连三接诊被吃素喝茶“放倒”的病人。指甲凹凸不平、嘴角发炎，这是一名27岁的年轻女子求诊时候的状况。她每天喝大量绿茶减肥，结果严重贫血。此外，一些长些吃素的人也出现了类似的状况。这都是缺铁性贫血的表征，那么，茶水和素食又是怎样让体内的铁流失的呢？
茶叶虽然对人体健康十分有益，但其中含有大量鞣酸。人大量饮用浓茶后，鞣酸与铁质结合形成一种不溶性物质，阻碍对铁的吸收。因此嗜茶者要限制饮茶量，淡品茶水，尽量避免在进餐前半小时饮浓茶。
也许有人会问，许多蔬菜中也有铁，吃这些蔬菜不就不会贫血了吗？其实，铁在食物中的存在形式有两种，一种为存在于动物性食品中的血红素铁，吸收率为20%?25%；另一种为存在于植物性食品中的非血红素铁，吸收率不到10%。一般来说，要实际吸收到人体还是以动物性食品为主。素食中虽有菠菜等含铁量丰富的食物，但由于同时含有较多的植酸和草酸，反而会阻碍铁的吸收，特别是女性在青春期、怀孕和分娩时，需要大量的铁，会因素食造成铁的缺乏而患上贫血。因此，纵使为了健康，也要做到均衡营养，不能“捡了芝麻丢了西瓜”。
