红茶品质的形成，是利用鲜叶酶促氧化作用的结果。它与绿茶、黄茶、乌龙茶、黑茶的最大区别在于通过萎凋提高鲜叶中酶系的活性，并在揉捻和发酵中利用酶促氧化作用，促使茶叶中叶绿素的氧化降解和儿茶素及多酚类化合物的氧化聚合，生成茶黄素（Theaflavin）简称TF、茶红素（Thearubigins）简称TR等有色物质，形成红叶红汤的基本色泽。与此同时，一系列激烈的化学变化还使其具有特别鲜爽和强烈的滋味以及芳香。最后的烘焙目的在于终止发酵和发展香气，便于贮运。
茶黄素
茶黄素是在红茶发酵过程中形成的，是红茶汤色“亮”的主要成分，也是汤味强度和鲜爽度的重要成分，同时也是茶汤“金圈”的最主要贡献者。具体来说，茶黄素含量越高，汤色越亮，呈金黄色；反之则亮度越差。优质的红茶要求汤色红艳明亮，滋味浓、强、鲜，带“金圈”。这里的“明亮”、“强”、“鲜”和“金圈”最主要决定于茶黄素的含量。
红茶发酵中，儿茶素在多酚氧化酶的作用下形成邻醌，邻醌类物质呈黄棕色或红色，极不稳定，一部分在氧化过程中还原为原来的儿茶素，促进红茶品质的形成；一部分被维生素C还原；一部分与蛋白质和谷胱甘肽结合形成不溶于水的物质，构成红茶红色叶底；还有一部分产生聚合反应形成中间产物联苯酚醌类。联苯酚醌类同样也是不稳定的化合物，必然进一步反应，其中一部分还原为双黄烷醇，也成为浓、强、鲜的构成因子之一；另一部分则进一步氧化成茶黄素。
可见，茶黄素的形成是一个综合而复杂的过程，这个过程离不开酶的参与，尤其是多酚氧化酶和过氧化物酶。酶存在于鲜叶的叶细胞中，经过萎凋的过程（即，采摘下来的鲜叶薄摊15-20cm厚，散失一适量水分）酶的活性有所提高。萎凋是红茶加工过程的第一道工序，也是重要的基础工序。不同的萎凋方式、萎凋时间、温湿度、通风情况等都对红茶品质有着较大的影响。传统的萎凋方式主要有三种：自然萎凋、萎凋槽萎凋和日光萎凋。
萎凋中酶活性的提高与叶组织内部的酸化有关。PH值由鲜叶的近乎中性降低到5.1-6.0之间，与酶的最适PH值相适应，使酶活性增强。适度萎凋的茶叶经过揉捻工序，组织和细胞破碎，再经过发酵工艺使多酚类、氨基酸、蛋白质等与相应的酶利用空气中的氧开始酶促反应，形成一系列的有色物质如茶黄素、茶红素、茶褐素等。
茶红素
茶红素是比茶黄素更复杂的红褐色酚性化合物，它的形成途径很多，可以由茶黄素本身的偶联氧化形成，也可以是茶黄素形成过程中的中间产物氧化而成，还可以是上述提到的邻醌聚合以及双黄烷醇次级氧化。因此，红茶中茶红素含量高于茶黄素，约占干物总量的6%-15%，茶黄素仅占2%-6%。茶红素色泽棕红，是红茶汤色“红”的主要原因，也是滋味“浓”、“强”的重要物质。
品质优良的茶汤要求茶黄素和茶红素含量高且比例大。发酵不足时，茶多酚保留过量使滋味苦涩，同时茶红素含量少，汤色红浅；发酵过度时，茶多酚保留量较低，茶汤收敛性减弱，滋味变淡，同时茶褐素增加，红暗不亮。茶褐素是一类复杂的化合物，主要是茶多酚、多糖、蛋白质和核酸等结合物，色泽暗褐，滋味平淡，是茶汤“暗”的主要成因。
那么，如何辨别茶汤的茶黄素和茶红素含量高低呢？
答案是，用牛奶冲泡。
牛奶中含有大量的蛋白质，能与茶红素结合形成茶红素-蛋白质盐类，使红色转淡，但茶黄素并不能和蛋白质结合，只有一般的稀释作用。所以，在红茶中兑入牛奶，颜色变乳色黄中带灰，则是茶红素偏多；颜色乳色姜黄，则茶黄素偏多。
冷后浑
冷后浑顾名思义就是红茶茶汤冷却后，有乳状物析出，茶汤呈黄浆色浑浊的现象。高温时，茶黄素、茶红素和咖啡碱均以游离形式存在，且溶于水；随着温度降低，咖啡碱与茶多酚类的没食子酸的H键结合形成络合物，产生凝聚作用，茶汤由清转浑。冷后浑与茶黄素和茶红素直接相关，因此可以从冷后浑现象间接判断茶汤的品质。一般冷后浑较快，黄浆状明显，乳状物颜色鲜明，那么汤色较好。
值得注意的是茶汤的冷后浑和浑不是一个概念。
叶绿素
红茶萎凋过程中，叶绿素受酶促作用水解，揉捻和发酵过程中因为多酚类物质的大量酶促氧化，与多酚类物质处于同一混合体中的叶绿素，因受到多酚类物质强烈氧化还原作用的影响，在PH继续下降的环境下，脱镁而形成黑色或褐色产物。叶绿素和它的降解产物是构成干茶及叶底色泽的主要物质，在加工过程中如果叶绿素没得到足够的破坏，对干茶色泽、叶底和汤色会起到不良的影响。
茶树鲜叶中含有的叶绿素、类胡萝卜素、花黄素及花青素等色素，它们约占干物的1%，初制中对红茶的色泽影响并不大。除此之外，氨基酸、蛋白质和糖类物质也参与了红茶品质的形成。
发酵
发酵作为红茶制作工艺的关键步骤，初期茶黄素的形成速度大于聚合转化的速度，茶黄素形成后便开始转化为茶红素，因此茶黄素和茶红素在发酵初期均是增加的，随着多酚类等底物浓度降低，酶活性下降茶黄素和茶红素含量开始下降，当发酵叶茶红素含量达到一定程度，就会和茶黄素进一步氧化聚合形成茶褐素，茶褐素在红茶发酵期间含量是一直增多的；由于蛋白质在水解酶作用下的水解形成氨基酸，所以氨基酸含量在一定时间内随着发酵程度的加深而增加，但是随着发酵时间的延长，氨基酸在脱氨和脱羧作用下形成苯乙胺和苯乙醛等芳香物质，并且会与邻醌或其它物质结合形成一些色素和芳香物质而含量减少；在一定范围内，随着发酵程度的加深，茶叶内含物质也在不断转化，水溶性物质增多，茶叶水浸出物含量也随着增加。发酵时间过长，就会导致茶多酚以及生成的茶黄素和茶红素过度氧化，干茶色泽枯暗，不油润，香气低，滋味平淡，汤色暗红，严重影响红茶品质；发酵不足，干茶色泽不乌润，香气不纯，捎带青气，滋味青涩，汤色欠红欠亮，叶底花青。
总之，红茶色、香、味、形的品质形成是统一的，但各品质因素间又存在着矛盾。色泽好的，香味不一定浓强；外形美观的内质不一定好。如，外形色泽乌黑油润，但汤色不见得浓艳红艳，叶底也不见得红明匀亮。这些差异的形成主要是芽和叶内含生物化学成分的含量和各种含量之间的比例的差异。
