紅茶的香氣一般為甜香，要求清鮮高爽。因產品種類、鮮葉品種、產地、季節等不同，有的具有特有的花香或蜜糖香。

紅茶香氣的芳香物質，已知的成分有300多種。含量比鮮葉稍低，但芳香成分的種類數量比鮮葉高5倍多（芳香物質組成中，富含醛類48種、酮類43種、含氮化合物41種、酯類38種，其他含量較多的有機酸類24種、雜氧化合物17種、內酯類15種等。在紅茶製造中，芳香物質種類增加最多的是醛類、酮類和含氮化合物，比鮮葉增加40多種；醇類、酯類成分也成倍增加。對紅茶香氣有幫助的內酯類15種，雜氧化合物17種，是鮮葉中沒有的）。

紅茶香氣形成，第一階段，發生於萎凋發酵過程，尤其是發酵階段。香氣的由來，有酶促氧化作用、水解作用、異構化作用生成的系列產物；還由於兒茶素等多酚類的氧化還原作用生成的系列產物。第二階段，發生於乾燥過程。由於水熱反應生成的產物等。鮮葉的芳香物質，製茶中大量轉化或揮發逸失，僅部分參與成茶的香氣組成。紅茶香氣形成比綠茶複雜得多，香氣組成成分也比綠茶多近三倍。

紅茶的香氣，在經鑑定的芳香成分中，沒有一種成分類似紅茶的香味，由此說明，紅茶的香氣，是內含芳香成分的綜合表達。但不同產品的紅茶，由於芳香物質組成及其含量比例不同，香型表現各有特點，所以應有各自的特徵性成分，（一般認為，對紅茶特徵香氣有重要作用的成分有：沉香醇及其氧化物、香葉醇、茉莉酮甲酯、茉莉酮內酯、二氫化海葵內酯、茶螺烯酮、β-紫羅酮等）。