从普洱茶陈化后的物质结构来看至少有三个方面的变化：一是普洱茶在长期储存中茶多酚大量减少，从而使茶汤变得苦涩味降低，改变了原来的物质配比；二是由于普洱茶中的一些主要物质发生了氧化聚合反应后又生成了一些新的物质，如茶褐素、茶多糖重组等，使得茶汤变得红浓透亮、醇厚滑爽、回味绵长；三是芳香类物质的转化而变得陈香浓郁。
在云南大叶种晒青毛茶中共分析出500多种物质，其中茶多酚所占比例为40%左右，是普洱茶较为经久耐泡的原因。茶多酚是茶汤的主要滋味来源，香气则由醇类、酮类、酯类等物质构成，而茶汤的颜色是由茶色素形成的，茶色素由茶黄素、茶红素和茶褐素所组成，在普洱茶中通常三种物质是混合在一起的。普洱茶中的茶多酚在酶促作用下会发生氧化聚合反应，过程是：茶多酚→茶黄素→茶红素→茶褐素，普洱茶在被氧化的过程中茶多酚会大量消失，而茶褐素大量增加，茶褐素原本是一种水溶性色素，属多酚类物质，主要由茶黄素和茶红素氧化聚合而成，在普洱茶（熟茶）中占6%左右，应用超滤技术能提取到4.6%。
普洱茶的酶促氧化可分为长期储存自然氧化和人工洒水渥堆快速氧化两种，其结果都是一样的；茶褐素是普洱茶中茶多酚在酶促氧化聚合后的终结者，它并不是单物质，而是结构十分复杂的聚合物，也十分稳定，可长期保存；同时，茶多酚是茶褐素的母体，氧化聚合后仍保留了一些原有的性质，但功能性大大提高；经基因和细胞水平测试证明，茶褐素具有综合调理人体代谢平衡的功能，抑降血糖、血脂、血压、尿酸等代谢异常及预防心脑血管疾病方面效果显著。所以，普洱茶的保健作用普遍得到全世界认可，其主要健康因子之一就是茶褐素。
茶褐素对各种综合代谢免疫疾病，如“三高”等慢性疾病有一定的辅助功效。研究人员将茶褐素与蛋白质酪氨酸磷酸酶（糖尿病因子）进行点对点的靶标实验中，对其活性抑制率可达95%以上，而且从长期的观察上看并未发现毒副反应，可长期服用；同时，在糖尿病中通常出现的并发症，如微循坏死、血脂、血压升高、脏器衰竭等则可达到多靶同治的理想效果，并在临床实验中得到证实。
