據現代化學分析確認，茶葉中含有多種維生素，主要有維生素a、維生素b1、維生素b2、菸鹼酸、泛酸、維生素C等。

這些微量的維生素都是人體不可缺少的營養物質。如維生素C，既是人體不能自然合成的物質，又是生成結蒂組織的必要成分，它能維持牙齒、骨骼、血管、肌肉的正常生理機能，促進外傷癒合。人體中如缺少維生素C，就會患壞血病，或者齒齦出血，毛細血管脆弱，皮下出血等。據有關史料記載，飲用茶葉足以預防在戰爭中、航行中因缺少或斷絕維生素C食物的供應而導致的疾病。茶葉中以綠茶含維生素為多，每100克新綠茶中約含維生素180毫克，可與檸檬、菠菜媲美。

維生素d與維生素C有重要的協同作用，能幫助機體對維生素C的吸收，有減少腦溢血發主的作用。茶多酚中的茶素也具有維生素d的作用，能增強血管彈性和血管壁的滲透能力，預防動脈硬化和中風。泛酸有潤膚的作用。紅茶中的維生素K（葉綠醌）含量較多，可與魚肉和菠菜相比，如每天飲五杯紅茶，即可百分之百地滿足人體對維生素K的需要。因此，經常飲茶可在一定程度上提供人體對多種維生素的需要，有利於健身防病。

此外，茶葉含有多種礦物質，特別是其他食物中少有的微量元素，如銅、氟、鎂、鉬、鋁等，這時人體有一定的營養價值和藥理作用。銅、鐵含量雖然不多，但由於這兩種成分具有生血功能，所以在防治貧血方面有一定效果。