构成普洱茶香气的物质，主要包括醇类、醛类、酮类、酯类等化合物。未经加工的鲜叶中，芳香物质含量约为0.03%~0.05%。经传统萎凋、杀青、日晒及渥堆工艺，普洱熟茶所含的芳香物质从含量到种类均发生剧烈变化，呈现出诸如酚香、木香、焦糖香等独特香气，从而构成了茶汤风味的来源。
渥堆是普洱熟茶品质形成的关键工序。这一过程中，晒青毛茶原料的内含物质在湿热和微生物共同作用下，形成了大量芳香族化合物（杂氧化合物）。吕海鹏等的研究发现，晒青毛茶原料与渥堆后的熟茶在香气组成和相对含量都有明显的差异，最显著的变化趋势是醇类成分和碳氢化合物成分相对含量的急剧降低以及香气组分中杂氧化合物、酯类等成分的持续增加。熟茶的香气成分主要以芳樟醇及其氧化物、香叶醇、α-萜品醇、苯乙醇、1,2,3-三甲氧基苯、1,2,4-三甲氧基苯、α、β-紫罗酮、二氢猕猴桃内酯、3,4,5-三甲氧基-苯甲醛以及愈创木烯、雪松烯化合物为主。
与普洱生茶的花蜜香、果香等香气相比，优质熟茶呈现出丰富的陈熟香、樟木香、焦糖香等香气，这与渥堆发酵过程中微生物的生物转化作用及其本身的次生代谢产物紧密相关。日本茶叶专家的川上美智子的研究认为，普洱熟茶香气的生成，是由于普洱茶中的 EGCG（茶多酚主要成分）在氧化降解过程中，脱没食子酰基形成没食子酸，而没食子酸的羟基(OH-)的氢被（-CH3）取代实现甲基化则产生甲氧基苯的类似结构化合物，从而形成熟茶迥异于生茶的特殊香气。
