普洱熟茶的渥堆发酵过程是以晒青毛茶的内含成分为基础，在微生物分泌的胞外酶的酶促作用、微生物呼吸代谢产生的热量和茶叶水分的湿热作用的协同下，发生以茶多酚转化为主体的一系列复杂而剧烈的化学变化，从而实现普洱熟茶特有的色香味。
因此，普洱熟茶品质风味形成的实质，是其内含成分实现一系列如氧化、聚合、缩合、分解等复杂的化学变化，形成对普洱熟茶品质有利的相应产物，从而使色泽黄绿、滋味浓爽、香气清鲜的晒青毛茶转化为色泽红褐、滋味醇厚、独特香气的普洱熟茶。普洱熟茶的渥堆发酵工艺，是形成其独特品质特征的关键工序，在这一过程中，茶叶的内含成分会发生巨大变化。
一、含水率的变化
普洱茶“渥堆”前的茶坯潮水增湿是一个关键技术，晒青毛茶一般含水量在9%~12%，必须增加茶叶含水率才能较好地为微生物的滋生繁殖创造良好环境条件，产生一系列的酶促、湿热等化学反应，进而形成普洱茶特有的品质风格。随着翻堆次数的增加，茶坯含水率会逐渐减少。
二、多酚类物质的变化
茶多酚是一类存在于茶树中的多元酚的混合物，其中以儿茶素为主体成分，占多酚类物质总量的70%~80%。茶多酚是形成普洱茶品质的重要活性物质，在茶汤中呈苦涩有较强的刺激性。因此，在加工过程中多酚类物质的变化及其在成品中的含量对普洱茶的品质有着十分深刻的影响。试验结果表明：在发酵过程中茶多酚、儿茶素均大幅减少，分别由原料时的24.19%、13.29%减少至五翻时混合样的12.47%和1.07%，减幅达48.45%、91.95%；从不同层次看，茶多酚、儿茶素均是上层减幅最大。
三、茶色素的变化
普洱茶主要色素物质是茶黄素、茶红素、茶褐素，目前认为这三种色素是茶多酚的主要水溶性氧化产物，茶黄素是茶汤“亮”的主要成分；茶红素是茶汤“红”的主要成分；茶褐素是茶汤“褐”的主要成分。茶色素的变化最终体现在茶叶的色泽和汤色中。
普洱茶由于发酵时间长，茶多酚氧化程度深，茶黄素、茶红素的积累较红茶的少，这两种色素进一步氧化聚合成茶褐素。渥堆过程中，茶红素随翻堆次数增加而呈减少之势，茶黄素稍有增加、茶褐素急剧增加。从不同层次看：茶黄素、茶红素、茶褐素均是上层变化幅度最大，上层茶坯的茶褐素含量最高，说明上层氧化程度最深，氧化最快，这与上层的茶叶接触空气充分、微生物大量繁衍息息相关。
四、糖类物质的变化
茶鲜叶中的糖类物质，包括单糖、寡糖、多糖及少量其他糖类。单糖和双糖是构成茶叶可溶性糖的主要成分，茶叶中的多糖类物质主要包括纤维素、半纤维素、淀粉和果胶等。
水溶性糖是茶汤甜味的主要成分，能缓解茶汤中苦涩味物质茶多酚、咖啡碱的刺激性作用，这部分糖含量越高，茶叶滋味就越甘醇。研究表明，在普洱茶渥堆加工过程中，茶坯水溶性糖含量随普洱茶的渥堆发酵进程加深而随之减少。
五、果胶物质的变化
原果胶是构成茶树叶细胞的中胶层，由果胶素与多缩阿拉白醛糖结合而成，在稀酸的作用下分解成水化果胶素，在原果胶素的作用下，形成水溶果胶素。
由于果胶具有粘稠性，因此，溶于水的果胶物质可增加茶汤滋味，是茶汤具有“味厚”感和茶汤浓稠度的主要物质。在普洱茶渥堆过程中原果胶、水溶性果胶呈波动变化，但总体趋势是：原果胶呈减少、水溶性果胶呈增加之势。
六、水浸出物的变化
茶叶中水浸出物是指能被水浸泡出的物质，是茶汤的主要呈味物质。水浸出物含量的高低反映了茶叶中可溶性物质的多少，标志着茶汤的厚薄、滋味的浓强程度，从而在一定程度上反映茶叶品质的优劣。普洱茶在发酵过程中水浸出物含量是呈减少趋势的。
七、咖啡碱的变化
咖啡碱是茶叶中主要的嘌呤碱，是构成茶汤的重要滋味物质，与普洱茶品质呈正相关，咖啡碱在普洱茶渥堆过程呈增加趋势。
八、氨基酸的变化
氨基酸是构成茶品质尤其是茶汤滋味的重要化学成分，能增强茶叶的鲜爽味。氨基酸在普洱茶发酵的特殊温湿条件下发生氧化、降解和转化，与多酚类起反应生成褐色色素，因此在普洱茶渥堆发酵过程中氨基酸总体呈减少趋势。
总而言之，普洱茶在渥堆发酵过程中茶坯含水率随着翻堆次数的增加而减少；儿茶素、茶红素、水溶性糖、氨基酸、茶多酚、原果胶和水浸出物7种内含化学成分随着翻堆次数的增加呈减少之势，而茶褐素、水溶性果胶、茶黄素和咖啡碱4种物质则增加；其中，儿茶素、茶红素减少较明显，茶褐素、水溶性果胶则增加较多。
