Чайный напиток   представляет собой сложную комбинацию веществ, оказывающую многоплановое и в целом благотворное воздействие на организм человека. Общее число химических соединений, входящих в его состав, выделенных на конец XX века, составляет около 300, некоторые из них ещё не идентифицированы, а биохимическая роль некоторых из известных определена лишь в общих чертах.

Характерные группы веществ, присутствующих в чае:^[18][19]

• Дубильные вещества, в частности, танин, ответственный за характерный терпкий вкус чая.
• Эфирные масла, сообщающие чаю аромат и влияющие на его вкусовые качества.
• Алкалоиды, прежде всего, теин (чайный кофеин), благодаря которым чай воздействует на нервную систему.
• Белки и аминокислоты, оказывающие влияние на обмен веществ.
• Биологические пигменты, ответственные за окраску чая (теарубигены, теафлавины, каротин, хлорофилл, ксантофилл).
• Витамины.

Помимо этого, в чае имеются органические кислоты, минеральные вещества, из которых отдельно можно отметить соединения фосфора, фтора и калия, углеводы, пектины. Соотношение количества тех или иных веществ во многом определяется видом и сортом чая, а присутствие их в готовом напитке — правильным завариванием.