茶葉有很多不同的種類，最為大家熟知的是綠茶和紅茶，綠茶是不經發酵，晾干后直接烘炒以保持“綠”的特性，如龍井、碧螺春，相反，紅茶則是通過高度發酵而其紅也是通過茶的顏色得到，有名的紅茶有祁門和正山小種。普洱茶是非常受歡迎的黑茶，它是在已制好的綠茶上澆上水，再經發酵制得，有減肥、降血壓的功效。提到減肥功效，烏龍茶，也即青茶具有更好的效果，它是一種介于綠茶和紅茶間半發酵的茶。其他種類還有黃茶（制法和綠茶相似，不過中間需要悶黃三天）和基本是靠日曬制成的白茶。
茶葉中的化學成分，主要是咖啡(C8H10N4O2)，其它的是鞣酸及芳香油等。純粹的咖啡因是白色針狀晶體，能夠溶解于熱水，不易溶于冷水中，所以開水不熱，茶葉是泡不下來的。咖啡堿能夠興奮大腦，使思想靈敏，醫藥上用它作興奮、強心和利尿的藥劑。茶是咖啡因的重要來源，特定品種的茶，如紅茶和烏龍茶，比其他茶的咖啡因含量高，但是茶的顏色幾乎不能指示咖啡因的含量。日本綠茶的咖啡因含量遠遠低于許多紅茶，例如正山小種茶，幾乎不含咖啡因。
鞣酸是制藍黑墨水以及鞣制皮革的原料，能夠溶于熱水中，而難溶于冷水。綠茶所含的鞣酸量比紅茶多，所以綠茶比紅茶味澀。
茶之所以有香味，是因為其中含有芳香油（如cis-3-hexenyl hexanoate, benzyl alcohol 等），芳香油受到高熱就揮發變成氣體，所以茶能泡但是不能煮沸。（cis-3-hexenyl hexanoate 也是茶葉中提神味道的主要成分。）