茶葉的成分主要包括：
有機化合物。包括生物鹼（約3%至5%，主要成分是咖啡鹼）、茶多酚（約18%至36%，主要是兒茶素）、蛋白質（約20%至30%）、糖類（約20%至25%）、有機酸（約3%）、類脂（約8%）、胺基酸（約1%至4%）、色素（約1%）、維生素（約0.6%至1%）、芳香物質（約0.005%至0.03%）等。
無機化合物。包括灰分，主要是礦物質元素及其氧化物，如鉀、鈣、鈉、鎂、氮、磷、硫等。茶葉灰分占乾物質的比例約為2%至4%的水溶性部分和1.5%至3%的水不溶性部分。
此外，茶葉的水分含量通常在75%至78%之間，這受茶鮮葉的嫩度、品種、季節等因素的影響。