（一）香气化学成分的变化
乌龙茶的香气物质主要由多酚类物质、芳香物质、糖、果胶物质和氨基酸等组成。芳樟醇氧化物、橙花叔醇、香味醇、苯乙醇、吲哚、顺茉莉酮、茉莉酮内酯和茉莉酮酸甲酯等成分构成了乌龙茶的典型特征香气自然的兰花香。乌龙茶香味与茶黄素、茶红素、茶褐素也有一定的关系。茶红素在一定范围内对香气和滋味都呈正相关，茶红素加茶黄素与香气呈显着正相关。乌龙茶的醚浸出物、芳香物质等都较红、绿茶高，这是形成乌龙茶特殊香气的重要原因。
（二）滋味化学成分的变化
滋味的化学成分一是由品种决定的，二是特殊的地域也产生其特有的物质比例，三是加工过程中转化而成的。乌龙茶的滋味特色是醇厚耐泡，主要是内含物质丰富，比例协调。由于采摘的鲜叶要有一定的成熟度，醚浸出物多；在做青的静置阶段，促进了茎梗中的水分和可溶性物质经输导组织往叶肉细胞组织输送，从而增加叶片内的有效成分的含量，为乌龙茶味浓耐泡提供了物质基础。另外，烘干过程将各种水溶性物质固定下来，烘干对增进汤色、提高滋味醇和及促进香气熟化等起作用。
（三）色泽化学成分的变化
乌龙茶的外形色泽要求为砂绿油润，汤色要求金黄，叶底要求绿叶红镶边，这与乌龙茶特殊的加工方法密切相关。构成乌龙茶色泽的主要成分是叶绿素、胡萝卜素和多酚类物质。这些物质在制造过程中发生了变化，叶绿素含量下降，叶绿素a、叶绿素b比例的变化和多酚类物质的部分氧化，以及茶黄素、茶红素含量上升和干燥后期茶褐素的渐增等综合作用，决定了乌龙茶特殊色泽的形成。
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