茶叶中富含多酚类化合物，主要成分为儿茶素、黄酮及黄酮醇、茶色素、酚酸及缩酚酸四类化合物。以儿茶素为主的黄烷醇类化合物占茶多酚总量的60%－80%。茶多酚呈苦涩味和收敛性，是茶叶滋味品质的主要成分之一。茶叶的鲜叶中所含的儿茶素发生氧化聚合，产生多种从黄色到褐色的茶多酚的氧化聚合物，如茶黄素、茶红素、茶褐素，这些是形成干茶和茶汤色泽的主要成分，红茶、乌龙茶等发酵茶类中有较多的茶多酚氧化聚合物。而且，红茶的茶黄素和茶红素的含量及两者的比例是决定红茶品质的重要指标。因此，茶多酚在茶叶品质形成中起着重要作用。同时，茶多酚又有多种生理活性，为茶叶保健功能做出巨大贡献。茶多酚的主要作用包括以下几个方面：
1. 抗氧化作用
茶多酚可从多种途径来阻止机体受氧化：①清除自由基；②络合金属离子；③抑制氧化酶的活性；④提高抗氧化酶活性；⑤与其它抗氧化剂有协同增效作用；⑥维持体内抗氧化剂浓度。
2. 抗癌、抗突变作用
茶多酚的抗癌机制有：①抑制基因突变；②抑制癌细胞增殖；③诱导癌细胞的调亡；④阻止癌细胞转移。动物试验确认茶多酚对皮肤癌、食道癌、胃癌、肠癌、肺癌、乳腺癌、胰腺癌等有抑制作用。
3. 抗菌、抗病毒作用
① 抗病原菌、抗病毒；②预防蛀牙、牙周炎。
4. 除臭作用
茶多酚能与引发口臭的多种化合物起中和反应、加成反应、酶化反应，消除口臭。
除此以外还有以下作用：①抑制动脉硬化作用；②降血糖作用；③降血压作用；④抗过敏及消炎作用；⑤抗辐射作用。