茶叶的成分中主要包括有水、蛋白质、氨基酸、咖啡因、多元酚类、碳水化合物、脂质、矿物质、植物色素、维生素、挥发性成分、有机酸，这些物质并非皆可经由冲泡的过程而溶于茶汤之中，像脂质，植物色素及蛋白质等成分甚难溶于水中，多元酚类及维生素会在茶叶制作过程中改变其成分及含量，至于影响茶汤品质几个主要成分则大碳水化合物、咖啡因、氨基酸及多元酚类。
所谓品质，是指外形和内质的综合反映，茶叶品质是茶叶物理性状和主要的化学成分的具体表现。
毛茶的品质好坏，表现在色、香、味、形等方面。而这些都是由鲜叶化学成分的含量及其不同制造技术处理下，经过一系列的物理化学反应所形成的。因此，要从根本上了解茶叶品质的形成和茶叶色、香、味本质，就必须首先了解鲜叶各种化学成分。
茶叶中的化学成分到目前为止，经过分离鉴定的已知化合物约有500种，其中有机化合物有450种以上，茶叶中的化学成分虽如此复杂，但是，将其主要成分归纳起来只有十几种。现将茶叶中化学成分的分类及品质介绍如下。
一、水分
水是一切生命活动的基础。植物体内发生的各种化学变化、物质的形成和转变，都离不开水。同样，水也是茶树生命活动不可缺少的物质。幼嫩的茶树新梢中一般含水75％～78％，叶片老化以后含水量减少。不同茶树品种、自然条件以及农业技术措施，鲜叶的水分含量也不相同。
鲜叶经过加工制成干茶以后，绝大部分水分都已蒸发散失，最后一般只要求保留4％～6％的水分。
广义而言，茶叶中除了水分以外，其余都是干物质，作为饮料的茶叶，其干物质中约有35％～45％的物质是能溶于沸水的，这部分能溶于沸水的物质统称为“水浸出物"，由于鲜叶的老嫩不同，其所制成的茶叶的水浸出物含量也不相同。水浸出物中包含着各种各样的物质，诸如茶多酚、咖啡碱、氨基酸、可溶性糖、果胶、无机成分、维生素、水溶色素和芳香物质等。茶汤品质好坏就决定于各种物质的种类，数量及其组成比例。
二、茶多酚
茶多酚是茶叶中酚类物质的总称。主要由30多种酚类物质组成，根据其化学结构可分为儿茶素，黄酮类物质，花青素和酚酸等四大类。其中儿茶素的含量最高所占比例最大，约占茶多酚总量的70％左右，不同品种有所差异，高的可达80％以上，低的也有50％左右。
茶多酚的总量约占鲜叶干物质的1/3，是形成茶叶品质的重要成分之一。
三、蛋白质和氨基酸
氨基酸和蛋白质都是茶叶中的重要含氮物质，很多氨基酸是组成蛋白质的基本单位，茶叶中的蛋白质含量最高达22％以上，但绝大部分不溶于水，所以饮茶时，人们并不能充分利用这些蛋白质。能溶于水的蛋白质通常称为“水溶蛋白"，其含量仅有1％～2％。
茶叶中的氨基酸种类甚多，已发现的有21种以上。氨基酸大多具有鲜味。有的氨基酸还带有香气，如苯丙氨酸类似玫瑰花香，丙氨酸、谷氨酸类似花香，茶氨酸类似焦糖香。
四、芳香物质
芳香物质是茶叶中种类繁多的挥发性物质的总称，习惯上称为芳香油。芳香物质在茶叶中含量并不多，但对茶叶品质起着重要的作用。
五、生物碱
茶叶中含有多种的嘌呤碱，其中主要成分是咖啡碱，它所占的比例相当大。此外，还含有少量的茶叶碱、可可碱等。
咖啡碱在茶汤中与茶多酚、氨基酸结合形成络合物，具鲜爽味，有改善茶汤滋味的作用。这种络合物在茶汤冷却后，能离析出来，形成乳状的“冷后浑’’，这是茶汤优良的标志。
咖啡碱作为药用，具有兴奋中枢神经，加强肌肉收缩的能力，消除疲劳的作用。在药理上具有利尿强心和防高血压的作用。此外，还有加速肝的解毒作用，减轻烟碱和酒精的毒害。
六、糖类
茶叶中糖类包括单糖、双糖和多糖三类，有几十种之多，其含量为20％～30％。茶叶中的糖类化合物都是由光合作用合成、代谢转化而形成的，因此，糖类化合物的含量与茶叶产量密切相关。
茶叶中的糖类化合物，除上述糖类物质外，还有很多与糖有关的物质，其中主要包括：果胶、各种酚类的糖甙、茶皂甙、脂多糖等。
七、茶叶色素
广义而言，茶叶色素是指茶树体内的色素成分和成茶冲泡后，形成茶汤颜色的色素成分。
八、有机酸
茶叶中含有多种数量较少的游离有机酸。其中主要的有苹果酸、柠檬酸、草酸、鸡纳酸和对一香豆酸等。
茶叶中的草酸钙，其含量约为0.01％。在茶树体内，它与钙形成草酸钙晶体，在对茶树叶片进行解剖显微观察时，可见到这种晶体。用此可作为鉴定真假茶的依据。
九、酶和维生素
茶叶中含有多种的维生素，有水溶性和脂溶性维生素两大类，饮茶不仅能解渴、提神，而且还具有一定的营养意义。
十、灰分(无机成分)
茶叶经过高温灼烧后残留下来的物质总称“灰分”，约占干物质重的4％～7％。
因此，灰分含量是茶叶出口检验项目之一，通常规定灰分含量不宜超过6.5％。灰分含量过多是茶叶品质差或是混人泥沙杂质的缘故。
