茶叶的内含成分主要由茶多酚、氨基酸、生物碱、维生素、叶绿素等物质以及一些香气成分组成。这些品质成分多为还原性物质，极易受湿度、温度、光线和氧气等环境因素的影响，自身或相互进行水解反应、氧化反应、缩合或聚合反应等，从而形成一些较大分子的物质，使茶汤产生沉淀或水浸出物减少，并产生一些我们称之为“陈味”的气味。这就是茶叶陈化变质的主要机理，具体说来又分为四个方面：
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茶多酚的氧化、聚合
茶多酚是茶叶含有的20多种酚类物质的总称，是决定茶叶的汤色和滋味的最主要的成分。茶多酚本身无色，但容易发生变化，经酶促反应、氧化反应、缩合（聚合）反应等，会产生茶黄素，茶黄素进一步氧化和缩合产生茶红素，茶红素进一步氧化和缩合产生茶褐素。
▲与冷藏状态下陈放的龙井（绿茶）相比，常温陈茶褐变更加明显。
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氨基酸和生物碱的变化
氨基酸和咖啡碱是赋予茶汤鲜爽宜人滋味的主要物质。茶叶中氨基酸的种类较多，主要是茶氨酸，相对含量较高。生物碱中90%以上是咖啡碱。它们都是含氮物质，在茶叶存放过程中，容易与茶多酚类的氧化物质结合，生成暗色聚合物，使茶叶丧失原有的滋味。
叶绿素和维生素C的变化
叶绿素是形成绿茶色泽的重要成分，维生素C是绿茶所含的保健成分。但它们极易受环境的影响而被破坏。叶绿素在光或热等的作用下，易分解，形成一种脱镁叶绿素。一般情况下，脱镁叶绿素含量占70%时，茶叶色泽会出现显著褐变。
维生素C也是一种容易被氧化的物质，在光或热的作用下被氧化，继而与其他物质反应，使绿茶品质明显下降。如果绿茶中维生素C保留量达80%以上，绿茶品质不会发生变化；一旦下降到60%以下，品质就会发生明显的劣变。
茶叶香气成分的变化
茶叶的香气成分比较复杂，而且各成分含量较少，主要是一些醇、醛、脂酮类化合物，还有一些还原态的硫化物。随着茶叶存放时间的延长，各种香气成分发生了氧化或转化，使新茶的清香日渐低落，陈味显露。
