茶多酚是決定茶葉色、香、味及功效的主要成分，占茶葉干重的20%～30%。茶多酚按主要化學成分分為兒茶素類、黃酮類、花青素類、酚酸類四大類物質。其中尤以兒茶素含量*，占茶多酚的60%一80%。兒茶素主要為表兒茶素（EC）、表兒茶素沒食子酸酯（ECG），表沒食子兒茶素（EGC）和表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）4種物質。其中，前2種稱非酯型兒茶素，后2種稱酯型兒茶素。茶葉中含量*的兒茶素為EGCG，其次為ECG，再次為EGC。

純凈的茶多酚為白色無定形的結晶狀物質，提取過程中由于少量茶多酚氧化聚合而呈現淡黃色至褐色，略帶茶香，有澀味；易溶于乙醇、甲醇、乙酸乙酯、丙酮等，微溶于油脂，不溶于苯及氯仿等有機溶劑；耐熱性較好，具有吸濕性，在pH值2～7穩定，在光照或pH值>8的條件下易于氧化聚合。可與鐵離子生成綠黑色化合物。