“啜苦咽甘，茶也。”这是茶圣陆羽对茶的最早定义。茶之所以能啜苦咽甘，从本质上讲，就是因为茶里蕴含着一种特有的物质，它的名字叫茶多酚。茶汤的回甘，通常是以茶汤的苦涩滋味作为前奏的，它是茶多酚和蛋白质耦合的结果，微苦弥散，清甜即来，滋味变得深长。
茶中除了涩苦的茶多酚，还含有水分、生物碱、氨基酸、酶、糖类、芳香物质、色素、有机酸、类脂、维生素以及其他微量元素等等。
在茶的鲜叶中，茶多酚的干物质含量，一般在18% ~ 36%。茶多酚不是一种物质,它是茶叶内多种酚类物质的简称。茶多酚主要由以下四类物质组成:儿茶素、黄酮类、花色素和酚酸类。茶多酚含量的多少，与茶树品种、季节、芽叶老嫩、地理纬度、海拔高度以及茶的加工方式等因素有关。 通常，大叶种比小叶种的茶多酚含量高，嫩叶比老叶含量高，春季低于夏、秋季，海拔越高、发酵程度越重，茶多酚的含量则会越低。但是，茶中所含的茶多酚，并非越多越好，茶多酚的含量越高，茶就会越苦涩，对胃肠的刺激也会加重。其保健作用，体现在不同人群可以承受的适当阈值内，否则，过犹不及。
儿茶素是组成茶多酚的主要物质，约占多酚类总量的70% ~ 80% ,它是影响茶汤苦涩滋味的重要物质，也是“茶为万病之药”的首要保健物质。对于发酵茶类，氧化的主要是苦涩味较重的酯型儿茶素，其氧化产物为茶黄素和茶红素，二者共同作用，致使茶汤的色泽亮丽，滋味醇和。茶多酚中的黄酮类，又叫花黄素，它是绿茶汤色的重要组成部分，与苦涩的花青素一样，属于水溶性色素,
茶叶中的生物碱，主要包括咖啡碱、可可碱、茶碱等八种。其中，含量最多的是咖啡碱，约占茶叶干物质的2% -5%。其次，是含量很低的可可碱和茶碱等。故咖啡碱，有时会作为生物碱的代称。茶里的咖啡碱，与咖啡里的咖啡喊，结构并不相同，二者均会对人类的胃肠形成刺激。茶的苦寒性与清热解毒的药效，主要体现在生物减的含量上。咖啡碱在生长旺盛的嫩叶中，含量较高。一般是以新梢的第二叶含量最高，其次，是第一叶和第三叶，在老叶和梗茎中含量较低，这就是六安瓜片为什么会选择第二片嫩叶，来制作味厚绿茶的原因，也是红茶和乌龙茶的茶青，要求具备一定成熟度的主要原因。
另外，茶树的品种、季节、遮荫、施肥等因素，会影响到茶树的氮代谢，以及咖啡碱含量的高低。高温杀青、干燥、焙火等工序，都会降低茶中咖啡碱的含量。一般来讲，夏茶比春茶含量高，遮荫的茶园和大叶种茶树，咖啡碱的含量均会较高。
咖啡碱是茶汤苦味的主要来源，易溶于热水，与茶汤中的茶黄素、茶红素复合，构成茶汤的鲜爽滋味，同时，也会降低自身对茶汤带来的苦味。茶被饮用后，咖啡碱会在4 ~ 6个小时内，以尿酸的形式完全排出体外。咖啡碱虽然有兴奋神经的作用，令人少睡，但是，对于敏感人群，只要在睡眠前的6个小时内不饮茶或少饮茶，就不会对睡眠产生太大的影响。
茶叶中的蛋白质含量虽然较高，但是， 绝大部分会在加工过程中，由于热力的作用，发生凝固变性，只有1%左右的蛋白质进人茶汤，一鳞半爪，却举足轻重。它对茶汤的滋味和粘稠度，有深刻的增益作用。皎然的“采得金芽爨金鼎”，以及卢仝的“先春抽出黄金芽”，阐述的即是叶色嫩绿、叶质柔软的、蛋白质含量较高的茶青，这是制作好茶必需的基本条件。
茶氨酸是茶树中特有的游离氨基酸，它不参与蛋白质的合成，在茶树的嫩叶及嫩茎中含量最多，尤其是嫩梗中的茶氨酸含量，甚至比芽叶高出1~3倍。茶氨酸是茶汤中鲜与甜的重要调味剂，对茶叶的条索、香气和滋味的形成，影响巨大。茶叶的悦志、涤烦及华佗所论的“久食益意思”，指的就是茶氨酸的安神作用。它与咖啡碱的兴奋作用，构成阴阳和矛盾的两个方面，可有效抑制咖啡碱的活跃程度。茶氨酸，只能在茶树的根系中合成，阳崖阴林的良好生态，使茶氨酸向儿茶素的转化受到抑制，由此产生的高氨低酚，对茶叶品质的提高，产生着重要作用。刘禹锡有诗:“阳崖阴岭各殊气， 未若竹下莓苔地。”事实证明，有竹林萦绕、林间苔藓斑驳的茶园，所产的干茶品质最好。其原因为，温润的地气，漫射光的存在，可促进茶氨酸的合成，这也是“茶者，南方之嘉木也”的地理依据。
茶叶中的糖类，包含单糖、寡糖、多糖及少量其他糖类。单糖和双糖，是可溶性糖的主要成分。可溶性糖，是茶汤滋味和工艺香气的来源之一，其甜味，对茶的苦涩滋味，有掩盖和协调作用。水溶性果胶素的高低，能够有效改善茶汤的粘稠度，明显提高干茶条索的紧结度和油润度。在黑茶的陈化过程中，其耐泡度和甘甜度的提高，与不溶于水的多糖、降解为可溶性的糖类密切相关。黑茶的“发金花”现象，多出现在5~6级毛茶的成熟叶片或老叶中。较嫩茶叶的多糖含量低，故很难发花。
