茶多酚是茶叶中最易溶的成分，也是茶叶中最重要的生理活性物质。它有很强的抗氧化活性。因此，茶对多种常见的人类疾病具有预防和治疗作用，包括预防龋齿、降低血压、降低血脂、预防心血管疾病、抗过敏、杀菌、抗辐射和预防癌症的作用。
茶多糖是一种复杂的混合物，可以抗辐射，增加白细胞数量，提高免疫力和降低血糖。民间喝老茶治疗糖尿病的做法主要是发挥茶多糖的作用。
茶氨酸可以改善大脑功能、记忆和学习能力。对阿尔茨海默病(老年痴呆症)、帕金森病和自主神经功能障碍有预防作用。
维生素茶含有多种维生素，大致可分为水溶性和脂溶性维生素。水溶性维生素包括维生素C、维生素B等。脂溶性维生素包括维生素A、维生素D、维生素E等。虽然它们在茶中也有一定的含量，但它们几乎不溶于水，所以可供饮用的量不多。
咖啡因具有兴奋中枢神经系统、强心利尿的功能。还能缓解疲劳，抗酒精和尼古丁的毒害，缓解支气管痉挛和胆管痉挛，调节体温，兴奋呼吸中枢等。
