随着科学的发展，到了19世纪初，茶叶的成分才逐渐明确起来。经过现代科学的分离和鉴定，茶叶中含有机化学成分达四百五十多种，无机矿物元素达四十多种。茶叶中的有机化学成分和无机矿物元素含有许多营养成分和药效成分。有机化学成分主要有：茶多酚类、植物碱、蛋白质、氨基酸、维生素、果胶素、有机酸、脂多糖、糖类、酶类、色素等。而铁观音所含的有机化学成分，如茶多酚、儿茶素、多种氨基酸等含量，明显高于其他茶类。无机矿物元素主要有：钾、钙、镁、钴、铁、锰、铝、钠、锌、铜、氮、磷、氟、碘、硒等。铁观音所含的无机矿物元素，如锰、铁、氟、钾、钠等均高于其他茶类。
1．儿茶素类： 俗称茶单宁,是茶叶特有成份，具有苦、涩味及收敛性。在茶汤中可与咖啡因结合而缓和咖啡因对人体的生理作用。具抗氧化、抗突然异变、抗肿瘤、降低血液中胆固醇及低低密度酯蛋白含量、抑制血压上升、抑制血小板凝集、抗菌、抗产物过敏等功效。
2．咖啡因： 带有苦味，是构成茶汤滋味的重要成份。红茶茶汤中，与多无酚类结合成为复合物；茶汤冷后形成乳化现象。茶中特有的儿茶素类及其氧化缩和物可使除中咖啡因的兴奋作用减缓而持续，故喝茶可使长途开车的人保持头脑清醒及较有耐力。
3．矿物质： 茶中含有丰富的钾、钙、镁、锰等11种矿物质。茶汤中阳离子含量较多而阴离子较少，属于碱性食品。可帮助体液维持碱性，保持健康。 ①钾：促进血钠排除。血钠含量高，是引起高血压的原因之一，多饮茶可防止高血压。 ②氟：具有防止蛀牙的功效。 ③锰：具有抗氧化及防止老化之功效，增强免疫功能，并有助于钙的利用。因不溶于热水，可磨成茶粉食用。
4．维生素: ①类胡萝卜素：在人体可转换为维生素,但要和茶未一起饮咽才可补充。 ②B群维生素及维生素C:为水溶性，可由饮茶中获取。
5．其他机能成份： ①黄酮醇类具增强微血管壁消除口臭功效。 ②皂素抗癌、抗炎症功效。 ③胺基酪酸于制茶过程中强迫茶叶进行无氧呼吸而产生，称佳叶龙茶可以防高血压。
