茶叶中含有维生素A、D、E、K、B1、B2、B3、B5、B6、H、C、P和肌醇等多种维生素。茶叶中的氨基酸种类丰富，多达25种以上，其中的异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、缬氨酸，是人体必需的八种氨基酸中的六种。茶叶中更含有人体所需的大量元素和微量元素，元素主要是磷、钙、钾、钠、镁、硫等；微量元素主要是铁、锰、锌、硒、铜、氟和碘等。每克红茶中平均含锌量也有32微克，铁的平均含量为196微克。

茶叶中含有重要的营养素——茶多酚。茶多酚是自然界中最强有力的抗氧化剂之一，可以使致癌物失去活性，可阻断亚硝酸胺的形成，抑制癌细胞生长，对防治癌症有一定作用。