从上个世纪６０、７０年代开始，茶这个古老而神奇的领域迎来了自然科学的探秘，大量科学技术对茶叶中内含物质进行研究分析，从而为我们打开这扇神奇的大门。
由图可见，茶叶中含水分７５％，这也就是“４斤叶１斤茶”的科学依据。
而茶叶中的水溶性物质为３０％－４８％，其主要化学成分包括茶多酚类、生物碱类、氨基酸类、糖类、有机酸等，它们构成了茶叶的品质和滋味。
多酚类物质
多酚类物质广泛存在于自然界中，被人们所熟知的有茶多酚、苹果多酚、葡萄多酚等，因其良好的抗氧化功能，被广泛运用在化妆品、药品等领域。
茶多酚是形成茶叶色香味的主要成份之一，也是茶叶中有保健功能的主要成份之一。它含量高、分布广、变化大，对茶叶品质的影响最显著。
多酚类物质约占鲜叶干物质总量的１／３，占茶汤浸出物总量的３／４，性质极其活泼，容易在外界条件下发生一系列化学反应，生成一些新的化学物质，影响着各类茶叶的品质，所以茶多酚的氧化程度是各种茶类分类的重要依据之一。
生物碱
生物碱在古希腊时就被认为是能治疗疾病的物质，是最古老的药物之一。茶叶中主要含有咖啡碱、可可碱、茶叶碱这三种生物碱，均具有兴奋中枢神经的功效。其中以咖啡碱的含量最高，一般为干重的２％－４％，是茶叶的特征性化学物质之一。
茶叶中的咖啡碱对茶叶滋味的形成有重要作用。茶汤中咖啡碱过多，则茶汤具有苦味。
茶叶氨基酸
茶叶中的氨基酸主要有茶氨酸、谷氨酸、天冬氨酸等２０多种，其中茶氨酸是形成茶叶香气和鲜爽度的重要成分，约占茶叶中游离氨基酸的５０％以上。其水溶物主要表现为鲜味、甜味，可以抑制茶汤的苦涩味。
茶氨酸的来源除了从茶叶中提取外，还可利用生物合成、化学合成等途径来制取。因为茶氨酸具有降压安神、改善睡眠、促进大脑功能等功效，茶氨酸已用做保健食品和药品原料。
茶叶中的其他物质
茶叶的香气是多种芳香物质的综合反映，香气的形成和浓淡，既受不同茶树品种、采摘季节、叶质老嫩的影响，也受不同制茶工艺和技术影响。
据分析，通常茶叶中含有的香气成分化合物达７００余种，它们有的是红茶、绿茶、鲜叶共有的，有的是各自分别独具的。值得注意的是，目前只能定性的去研究香气组成成分、组成变化与茶叶品质的相互关系，还不能确定何种芳香物质的组成及其含量能代表何种品类的茶叶。
茶色素主要包括叶绿素、β－胡萝卜素等，具有延缓衰老以及美容等作用。
茶多糖是一类成分复杂的混合物。茶多糖具有抗辐射、增加白细胞数量、提高免疫力的作用，还能降血糖。民间流传泡饮粗茶治糖尿病的实践，主要就是发挥了茶多糖的作用。
茶叶中的化学成分不仅决定着茶叶的质量，而且与饮茶的某些药理功效也有着密切的关系。但茶叶品质的形成与保健功效并不是基于某一种成分的效果，而是多种成分的协调功效，茶对人类健康有着重要的贡献已是不争的事实。
降低生病和死亡风险。一项研究报道，日本研究者从１９９４年起对某地四万多名４０岁至７９岁中老年人进行跟踪调查发现，与一天喝茶不到１杯的人相比，每天喝５杯以上绿茶的男性因脑血管病死亡的平均风险下降了２２％，女性下降了３１％，其中脑梗塞下降最明显，男性下降４２％，女性下降达６２％。
据英国《每日邮报》报道，一项研究发现，每天喝茶３杯，可降低患心肌梗死风险７０％。芬兰和法国也有研究报告显示，每天喝茶２～３杯，可降低中风的发病风险。
降低胆固醇和血压的效果。香港大学研究人员发现，喝茶可使血总胆固醇水平下降２５％。
还有一项研究喝茶与高血压发病关系的调查发现，不喝茶的人高血压的发病率为１０．５５％，常喝茶的人为６．９５％，茶的确有一定的降压效果。
有助于减少患糖尿病的风险。有研究者对１．７万名４０岁－６５岁男女进行长期追踪观察发现，一天喝６杯以上绿茶者比一周喝不到１杯者，患糖尿病的风险减少了３％。
抗压力和抗焦虑作用。现代生活工作节奏快、压力大，常引起焦虑、紧张、烦躁不安、抑郁等精神心理症状。绿茶含有茶氨酸，它是一种无镇静作用的松弛剂，可以帮助大脑增加产生α波，α波可帮助控制焦虑情绪，提高注意力，改善精神状态和总体机能，一般３－４杯绿茶能含有１００－２００毫克的茶氨酸，这使得绿茶在抗压力和抗焦虑方面有较好的功效。
提高免疫力。如果最近爆发流感，那你就多喝点茶吧，哈佛大学研究人员研究指出，连续２周每天喝５杯茶的人，其体内会产生大量的抗病毒干扰素，其含量是不喝茶人的１０倍，这种可以抵抗感染的蛋白能提高人体免疫力，并有效帮助人体抵御流感。
能提高杀菌力。２００８年５月有一则报道，埃及有学者用“绿茶加抗菌素”试验了２８种病菌。结果发现，绿茶可使抗菌素药力大增，最高杀菌效率可提高３倍以上，并还有降低各种病菌耐药性的作用。
减肥瘦身和护肤效果。儿茶素通过抑制肠道中的消化酶，减少肠道组织对碳水化合物、脂类的吸收，从而预防肥胖；茶多酚则会通过抑制体内脂肪沉积、促进多余脂肪分解，对抗肥胖。在品茶中减肥岂不是件美事！
不仅如此，茶还是对皮肤有很好保护作用的美容剂，多喝茶的人靓丽。
其他保健作用。茶还能消除疲劳、提神、明目、消食、利尿解毒、防止龋齿、消除口臭；茶还是碱性饮料，有利于酸性体质的纠正……不愧为２１世纪最健康的饮料。
