在红茶中，儿茶素在酶的作用下，经过一系列的变化产生一些有色物质。首先氧化成邻位醌。邻位醌经过缩合成橙色的茶黄素，茶黄素具有很强的收敛性，水溶液为橙黄色，是红茶茶汤的主要黄色色素，它也是形成红茶茶汤的滋味的鲜爽度、强度和汤色明亮度的重要物质，是形成红茶茶汤”金圈”的最主要成分。茶黄素进一步氧化成棕黄色的茶红素，它是茶汤中红色物质的主要成分，刺激性和收敛性均较强，是茶汤浓度的重要成分。茶红素继续氧化，生成暗褐色的茶褐素，茶褐素能使茶汤色色泽深暗，这是发酵过度的象征。茶红素与蛋白质结合生成不溶于水的棕红色化合物，是构成叶底色泽的主要物质。邻位醌也能与蛋白质结合生成不溶于水的蛋白质儿茶素，成为红茶叶底的构成部分。
儿茶素与茶黄素还具有调节人们血管壁的渗透性，增强微血管壁的弹性，抑制动脉硬化以及解毒、止泻、抗菌等药理作用。
茶树芽叶中儿茶素的含量因茶树品种不同而异，一般大叶种茶树芽叶儿茶素含量高于小叶种茶树的芽叶，就一株茶树而言，嫩叶儿茶素的含量高于老叶。
