茶叶中的色素根据来源可分为:天然色素和加工中形成的色素。
根据溶解性分为:水溶性色素和脂溶性色素。
一、茶叶中的天然色素
叶绿素；类胡萝卜素； 花黄素(黄酮类)
二、茶叶加工过程中形成的色素
一、茶叶中的天然色素
（一）脂溶性色素
1、叶绿素
叶绿素是由甲醇、叶绿醇与卟吩环结合而成，是一种双羧酸酯化合物。卟吩环由四个吡咯构成的卟啉并戊酮环，中间有1个不电离的Mg2+，这个与甲醇、叶绿醇结合的卟啉环，称为叶绿酸。
纯粹的叶绿素a是黄黑色的粉末，其乙醇溶液呈蓝绿色；叶绿素b为深绿色粉末，它的乙醇溶液呈绿色或黄绿色。
2.类胡萝卜素
类胡萝卜素是一类具有黄色到橙红色的多种有色化合物。在自然界分布很广，属四萜类衍生物（8个异戊二烯），结构特征为共轭复烯烃，为茶叶中重要的脂溶性色素。类胡萝卜素已知结构式的化合物在300种以上，
茶叶中的类胡萝卜素主要为胡萝卜素和叶黄素两大类。
（1）胡萝卜素类
胡萝卜素类为茶叶中重要的脂溶性色素，分为α-胡萝卜素，β-胡萝卜素，γ-胡萝卜素，等。这三种胡萝卜素被内服至人体均能表现维生素A的生理作用，也称为维生素A原。茶叶中的含量约0.06%。成熟叶比嫩叶含量多，其中，主要组分为β-胡萝卜素，约占胡萝卜素总量的80%。
胡萝卜色素溶液呈橙黄色至黄色，浓度增大时带橙色，酸碱条件下稳定，但对光热氧不稳定。
胡萝卜素在高山茶中含量较多。
在人体内消化后能产生2分子维生素A。
(2) 叶黄素类
叶黄素类也广泛分布在植物界，也是茶叶中类胡萝卜素的主要成分，结构特征为共轭复烯烃的加氧衍生物或环氧化物，以醇、醛、酮、酸的形式存在，为黄色色素。
不溶于水，易溶于甲醇、乙醇、石油醚。在茶叶中的含量一般为0.01%~0.07%，随茶叶新梢成熟度的提高，总含量增加。
茶叶中叶黄素类化合物主要有：叶黄素、玉米黄素、隐黄素、新叶黄素、5，6-环氧隐黄素等。
它们与红茶香气、外形色泽和叶底色泽的形成有关。
类胡萝卜素的性质
亲酯性 几乎不溶于水、酒精和甲醇。易溶于石油醚或正己烷。但含氧的复烯烃衍生物如醇、酮等则随其分子中含氧功能基团的数目增多，亲酯性随之减弱
类胡萝卜素生理活性
类胡萝卜素中的α、β- 胡萝卜素是原维生素A，在体内可分解为维生素A。如今，类胡萝卜素的抗氧化作用非常受到瞩目。其抗氧化能力被证明与维生素E不相上下，而且类胡萝卜素已被发现对多种癌细胞，如皮肤癌、乳腺癌、肺癌、白血病等的癌细胞的增殖有抑制作用。
人体的皮肤、肝脏、肾脏、精巢、卵巢、血液等许多组织中含有类胡萝卜素。据调查体内类胡萝卜素水平与一些癌症的发病率有逆向关系，如β-胡萝卜素的含量低，肺癌的发病率高。因此，为了预防癌症，应积极地从食物中摄取类胡萝卜素。现在许多国家已开发了类胡萝卜素强化食品。
（二）水溶性色素
水溶性色素指能溶解于水的呈色物质的总称。一般指花黄素类（黄酮类）、花青素（花色素）及儿茶素的氧化产物。
茶鲜叶中存在的天然水溶性色素主要有花黄素，花色素等，它们都是类黄酮的化合物，广泛存在于植物界，茶叶中已发现有几十种花黄素、花色素，是茶叶中水溶性色素的主体。
花黄素类
亦称"黄酮类",主要包括黄酮醇和黄酮两类化合物；茶树体内主要是黄酮醇及其苷，在茶鲜叶中的含量占干物重的3%～4%，由于结合的糖的种类不同、连接位置不同，因而形成各种各样的黄酮醇苷。它们是茶叶水溶性黄色素的主体物质，是绿茶汤色的重要组分。
花青素类
又名"花色素"，重要的水溶性色素。植物中花青素多在C3位置带有羟基,且常与葡萄糖,半乳糖或鼠李糖缩合形成苷。
一般茶叶中的花青素占干物质的0.01%~1.0%，而在紫芽茶中的含量较正常芽叶高得多。
其形成和积累与茶树生长发育状态及环境条件密切相关，一般光照强、气温高的季节，较易形成花青素，使茶芽叶呈红紫色。对茶叶的叶底色泽、汤色及干茶色泽均有较大影响。含量较高的紫色芽叶制成绿茶，品质较差，汤色发褐，滋味苦涩，叶底靛青。若加工红茶，则汤色叶底乌暗，品质也较差。
二、茶叶加工中形成的色素
1、茶黄素类（TFS)
茶黄素是红茶中的重要成分，它最早是由Roberts E.A.H(1957)发现的，是多酚类物质氧化形成的一类能溶于乙酸乙酯的、具有苯并卓酚酮结构的化合物的总称。
茶黄素与红茶品质
TFS是红碎茶中色泽橙红，具有收敛性的一类色素，其含量占红茶固形物的1%～5%，是红茶滋味和汤色的主要品质成分。对红茶的色、味及品质起着重要的作用，是红茶汤色"亮"的主要成分，是红茶滋味强度和鲜度的重要成分，同时也是形成茶汤"金圈"的主要物质。茶黄素与红碎茶品质的相关系数为0.875。
茶黄素与红茶品质
E.A.H.指出，审评者对色泽的估量大多数是受茶黄素的影响，含量越高，汤色明亮度越好，呈金黄色；含量越低，汤色越深暗。与咖啡碱、茶红素等形成络合物，温度较低时显出乳凝现象，是茶汤"冷后浑"的重要因素之一。并且含量的高低直接决定红茶滋味的鲜爽度，其含量的高低与叶底亮度也呈高度正相关。
茶黄素的提纯物呈橙黄色的针状结晶，易溶于水，甲醇、乙醇、丙酮和乙酸乙酯，难溶于乙醚，不溶于氯仿和苯。水溶液呈鲜明的橙黄色，具有较强的刺激性，在380nm与460nm处有最大吸收峰。
2.茶红素类（TRS)
Roberts根据双向纸层析将茶红素分离为TRSⅠ和TRSⅡ两大类型。 TRSⅠ为溶于乙酸乙酯的部分，而TRSⅡ为不溶于乙酸乙酯而溶于正丁醇的部分。
TRs是红茶氧化产物中最多的一类物质，含量约为红茶9～19％（干重），占红茶多酚类物质的70%左右。该物为棕红色，能溶于水，水溶液呈酸性，深红色，刺激性较弱，是构成红茶汤色的主体物质，对茶汤滋味与汤色浓度起极重要作用。参与"冷后浑"的形成。此外，还能与碱性蛋白质结合生成沉淀物存于叶底，从而影响红茶的叶底色泽。
通常认为TRs含量太高，滋味淡薄，汤色变暗，而含量太低，茶汤红浓不够。
Roberts认为，TRs/TFs比值过高茶汤深暗、鲜爽度不足；TR/TF比值过低时，亮度好，刺激性强，但汤色红浓度不够。一般TFs>0.7， TRs>10%，TRs/TFs=10～15时，红茶品质优良。
3.茶褐素类（TBS)
TBs为一类水溶性非透析性高聚合的褐色物质，有学者，把不溶于乙酸乙酯和正丁醇的水溶性褐色物质也称为茶褐素。其主要组分是多糖、蛋白质、核酸和多酚类物质，由茶黄素和茶红素进一步氧化聚合而成，化学结构及其组成有待探明。
TBs深褐色，溶于水，不溶于乙酸乙酯和正丁醇，其含量一般为红茶中干物质的4～9％。是造成红茶茶汤发暗、无收敛性的重要因素。其含量与品质呈高度负相关（r=-0.979），含量增加时红茶等级下降。
