茶叶的化学成分由无机物和有机物组成。茶叶中的无机矿质元素有磷、钾、硫、镁、锰、氟、铝、钙、钠、铁、铜、锌、硒等多种。而有机化合物主要包括蛋白质、脂质、碳水化合物、氨基酸、生物碱、茶多酚、有机酸、色素、香气成分、维生素、皂苷和甾醇等。茶叶中含有20-30%的叶蛋白，但只有约3.5%能溶于茶汤。此外，茶叶中还含有约1.5-4%的游离氨基酸，种类达20多种，其中大多是人体必需的氨基酸。茶叶中的碳水化合物含量为25-30%，但只有3-4%能溶于茶汤。脂质是茶叶中含量为4-5%的人体必需成分之一。