茶氨酸能夠影響腦內神經傳達物質的變化，增強記憶力。茶氨酸進入腦後會使腦內神經傳達物質多巴胺顯著增加，多巴胺在腦中起著重要作用，缺乏時會引發帕金森症、精神分裂症。茶氨酸影響腦中多巴胺等的代謝和釋放，相關的腦部疾病也有可能得到調節或預防。神經傳達物質的變化還會影響學習能力、記憶力等。
人們在飲茶時會感到平靜、心境舒暢，這主要是茶氨酸的鎮靜作用。茶葉與咖啡都含有咖啡因，而且茶葉中的咖啡因含量遠遠高於咖啡，但是喝茶後不像喝咖啡那樣興奮亢進。除了咖啡因與茶多酚絡合，使其吸收緩慢之外，茶氨酸的鎮靜效果也可以對咖啡因的興奮作用進行抑製，並且茶氨酸的這種作用對容易不安的人更有效。從這個角度出發，茶葉是可以讓人興奮又可以讓人鎮靜的雙向調節劑。茶氨酸的鎮靜作用對女性經期綜合症也有明顯效果，發現服用茶氨酸後經期綜合征的症狀比服用安慰劑有明顯改善。
茶氨酸是調動人體免疫細胞抵禦細菌、病毒以及真菌的主要物質。在春夏及夏秋時節飲用茶氨酸含量較高的白毫銀針和白牡丹可以預防感冒等流行疾病。
除以上作用外，茶氨酸在降血壓、抗疲勞及減肥方麵也有明顯功效，還可以增強抗癌藥物的作用等。
糖類又稱碳水化合物，糖類化合物依它們水解的情況分類：凡不能被水解成更小分子的糖為單糖（Monosaccharide）；凡能被水解成少數（2～6個）單糖分子的糖稱為寡糖（Oligosaccharide）；凡能水解為多個單糖分子的糖為多糖（Polysaccharide），其中以澱粉（Starch）、果膠和纖維素（Cellulose）最為重要。
茶葉中的糖類物質包括單糖、寡糖（其中以雙糖的存在最為廣泛）、多糖及少量其他糖類。茶葉中的多糖類物質主要包括纖維素、半纖維素、澱粉和果膠等。糖類是白茶的重要呈味物質，其中可溶性糖參與形成白茶湯味的濃厚程度，同時可溶性糖還參與茶葉香氣的形成，與氨基酸、茶多酚化合物相互作用會形成甜香、板栗香、焦糖香等香氣物質。單糖和雙糖是構成茶葉可溶性糖的主要成分。除水溶性果膠外，其餘多糖都不溶於水。澱粉在製茶過程中可水解成單糖，增進茶湯濃度和滋味。纖維素、半纖維素含量的高低是鮮葉老嫩的重要指標之一，一般來講，纖維素和半纖維素含量越高，茶葉越粗老。果膠質具有黏稠性，對茶葉外形形成有一定作用。水溶性果膠溶於茶湯，能增進茶湯濃度，使其滋味甜醇。
其實對於保健最重要的不是以上的單糖、寡糖和多糖，而是茶葉複合多糖。茶葉複合多糖一般稱為茶多糖TPS（Tea polysaccharide），是一類與蛋白質結合在一起的酸性多糖或酸性糖蛋白。茶多糖以單糖為基本組成單位，由於茶葉單糖存在多個羥基，容易被多種物質取代，因此茶多糖的組成複雜，茶多糖的組成和含量因茶樹品種、茶園管理水平、采摘季節、原料老嫩及加工工藝的不同而異。
對於茶葉的保健功效我們隻對茶多糖展開討論。
茶多糖是顏色為灰白色、淺黃色至灰褐色的固體粉末，隨幹燥時溫度的提高而色澤加深，茶多糖水溶液也隨堿性增加而顏色加深，並有絲狀沉澱產生。茶多糖主要為水溶性多糖，易溶於熱水，但不溶於高濃度的有機溶劑。茶多糖熱穩定性較差，高溫下容易喪失活性；高溫、過酸或偏堿條件下，會使多糖部分降解。
茶多糖有顯著的降血糖功效，可以輔助治療糖尿病。糖尿病本質上是血糖的來源和去路間失去正常狀態下的動態平衡，一方麵，葡萄糖生成增多，另一方麵，機體對糖的利用減弱，從而引起血糖濃度過高及血尿。糖尿病在我國古代被稱為“熱渴症”，中醫早就有粗老茶治療熱渴症的記錄。在中國和日本民間，常有用粗老茶治療糖尿病的經驗。我國早在20世紀80年代，就有用中西醫結合茶葉治療糖尿病且有效率達70%的報道。日本的臨床觀察表明，用茶樹老葉製成的淡茶（30年以上樹齡）或釅茶（100年以上樹齡），給慢性糖尿病患者飲用（1.5g茶葉，40毫升沸水衝泡，每日3次），可使尿糖減少，症狀減輕直至恢複健康。
茶多糖能通過調節血液中的膽固醇以及脂肪的濃度，起到預防高血脂、動脈硬化的作用。研究表明，茶多糖能增強肝髒對膽固醇的分解消化。茶多糖能與脂蛋白酯酶結合，促進動脈壁脂蛋白酯酶進入血液，從而起到抗動脈粥樣硬化的作用。
除以上功效外，茶多糖還有以下保健功效：茶多糖可以提高人體抗氧化酶的活性，起到抗氧化的效果。茶多糖能降低血糖、膽固醇及甘油酯，因此，對調節人體免疫機能有特殊意義。茶多糖有降血壓和保護心血管的作用，有明顯的抗輻射傷害及明顯的造血功能保護作用。茶多糖可以預防長時間、低劑量的輻射對人體造成的危害。
茶葉中的芳香物質亦稱“揮發性香氣組分（VFC）”，是茶葉中易揮發性物質的總稱。茶葉香氣是決定茶葉品質的重要因子之一。所謂茶香實際上是不同芳香物質以不同濃度組合，並對嗅覺神經綜合作用所形成的茶葉特有的香型。
人體試驗發現，茶葉的香氣成分被吸入體內後，會引起腦波的變化、神經傳達物質與其受體的親和性的變化以及血壓的變化等。不同成分會引起大腦的不同反應，有的為興奮作用，有的為鎮靜作用（周紅傑，2007）。
到目前為止，茶葉中已發現600多種芳香物質，其不僅是形成茶葉風味特征的重要組成部分，而且關於它的生理作用（對茶樹體本身及被飲用的對象的作用）也已引起了相關領域的重視，並開始有了關於茶葉香氣可以調節精神狀態、抗菌、消炎，可能有益於生理代謝等論述。但是，當前這方麵在茶葉中的研究力度還不夠，而在其他香料物質中研究得比較多，也比較深入（宛曉春，2003）。隨著對受人歡迎的天然物質的治療作用的探討，以及它們使躺在病床上的病人進行自我治療成為可能，芳香療法正日益普及起來，對茶葉中芳香物質的應用也逐步深入和增加。