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。
热能
与其他食品相比，茶叶是一种低热能食物，不同种类的茶叶所能提供的热能不一样。每100克茶叶提供热能以绿茶最高，达1255～1464千焦，红茶、花茶和乌龙茶均低于1255千焦，砖茶最低。可见茶叶所含的热能与其品质和种类有关。一般来说，品质越好，热能越高；砖茶的热能最低，这是因用为原料的茶叶质量不高。因此，在人类食品资源不太丰富的今天，综合利用茶叶有很广阔前景。
蛋白质
与一般食物相比，茶叶中的蛋白质含量是相当高，达20%～30%，其含量与茶叶的质量有密切的关系，绿茶中的蛋白质高于其他类型的茶叶。我国少数民族和欧美人常喜欢在茶汤中加入牛奶、酥油和乳酪等，这就给茶叶增加了多量的优质蛋白，可以有效地提高茶叶原有蛋白质的营养价值。牛奶和茶多酚可形成酪朊复合物，降低了茶的收敛性和苦涩味，也不妨碍蛋白质的正常吸收，如藏族的酥油茶和蒙古族的奶茶。
碳水化合物
最新的资料报道，茶叶中的碳水化合物含量多在40%左右，某些茶叶高达60%以上，这可能是由于测定方法不同。茶叶中的碳水化合物多为多糖类，饮茶可提高多糖的吸收，在茶叶中加入牛奶和糖，如每天饮茶6杯，约1100毫升，所获得的热能可占全天饮食提供热能的7%～10%。故国内外有人喜欢饮牛奶茶或糖茶。
脂肪
茶叶中的脂类含量不高，绿茶和红茶一般不超过3%，砖茶含量可达到8%左右。茶叶中的脂类有磷脂、硫脂、糖脂和甘油三脂等，其中的脂肪酸是亚油酸和亚麻酸，为人体必需脂肪酸。故饮茶可以使人体获得一定量的脂肪酸，但因含量很少，所提供的脂肪酸量很有限。
维生素
维生素是维护身体健康所必需的一类有机化合物，茶叶中含有丰富的维生素，茶叶中的水溶性维生素可全部溶解在热水中，浸出率几乎达100%，而脂溶性维生素难溶于水，所以人们通过饮茶获得的脂溶性维生素不多。但茶叶中B族维生素的量是比较丰富的，此外，茶叶中维生素K的含量约每克成茶300～500国际单位，因此每天饮用5杯茶即可满足人体的需要。
矿物质和微量元素
茶叶中还含有人体所需的矿物质元素。经研究发现，在茶叶中含有人体所必需的微量元素有11种。茶叶中含量最多的无机成分是钾、钙和磷，其次是镁、铁、锰等，而铜、锌、钠、硒等元素较少。不同的茶叶中其含量稍有差别，绿茶所含的磷和锌比红茶高，但红茶中钙、铜、钠的含量比绿茶高。此外茶叶也含有一些对人体有害的元素，如铝、铅、镉等，并且其浸出率均在60%左右。
