茶叶的化学成分由3.5-7.0%的无机物和93-96.5%的有机物组成。茶叶中约有27种无机矿物元素，包括磷、钾、硫、镁、锰、氟、铝、钙、钠、铁、铜、锌、硒等。茶叶中的有机化合物主要包括蛋白质、脂类、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、皂甙、甾醇等。
茶含有20-30%的叶蛋白，但只有3.5%能溶解在茶汤中。茶叶含有1.5-4%的游离氨基酸，有20多种，其中大部分是人体必需的氨基酸。茶含有25-30%的碳水化合物，但只有3-4%可溶于茶汤。茶含有4-5%的脂质，这也是人体必需的。
