铁观音茶叶中含有多种维生素。按其溶解性可分为水溶性维生素和脂溶性维生素。其中水溶性维生素（包括维生素C和B族维生素），可以通过饮茶直接被人体吸收利用。因此，饮茶是补充水溶性维生素的好方法，经常饮茶可以补充人体对多种维生素的需要。
维生素C，又名抗坏血酸，能提高人体的抵抗力和免疫力。在铁观音茶叶叶中维生素C含量较高，一般每100克绿茶中含量可高达IO0毫克～250毫克，高级龙井茶含量可达360毫克以上，比柠檬、柑橘等水果含量还高。红茶、乌龙茶因加工中经发酵工序，维生素C受到氧化破坏而含量下降，每100克茶叶只剩几十毫克，尤其是红茶，含量更低。因此，绿茶档次越高，其营养价值也相对增高。每人每日只要喝10克高档绿茶，就能满足人体对维生素C的日需要量。
B族维生素中的维生素B1又称硫胺素，B2又称核黄素，B3又称泛酸，B5又称烟酸，B11又称叶酸。。
由于脂溶性维生素难溶于水，铁观音茶叶用沸水冲泡也难以被吸收利用。因此，现今提倡适当“吃茶”来弥补这一缺陷，即将茶叶制成超微细粉，添加在各种食品中，如含茶豆腐、含茶面条、含茶糕点、含茶糖果、含茶冰淇淋等。吃了这些茶食品，则可获得茶叶中所含的脂溶性维生素营养成分，更好地发挥茶叶的营养价值。
铁观音茶叶中能通过饮茶被直接吸收利用的水溶性蛋白质含量约为2%，大部分蛋白质为水不溶性物质，存在于茶渣内。茶叶中的氨基酸种类丰富，多达25种以上，其中的异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、缬氨酸，是人体必需的八种氨基酸中的六种。还有婴儿生长发育所需的组氨酸。这些氨基酸在茶叶中含量虽不高，但可作为人体日需量不足的补充。
