Obsahové látky
 
Polyfenoly sú skupinou chemických zlúčenín rastlinnej povahy, ktoré sa v zelenom čaji nachádzajú vo vysokých koncentráciách. Bol dokázaný ich preventívny účinok pri ochoreniach srdca a vzniku rakoviny. Zelenému čaju dodávajú polyfenoly typickú horkastú príchuť.
 
Katechíny tvoria podskupinu polyfenolov. Zelený čaj má veľký obsah týchto zlúčenín, najväčšie zastúpenie majú:
Epikatechín (EC)
Epigallokatechín (EGC)
Epikatechin Gallát (ECG)
Epigallokatechín Gallát (EGCG)
 
EGCG predstavuje približne 10-50 % z celkového obsahu katechinov v zelenom čaji a je vedcami považovaný za katechin s najsilnejšími antioxidačnými účinkami. Ako antioxidant je tento katechín 25-100 krát silnejší ako vitamíny C a E, výhodná je však ich antioxidačná synergia, to znamená spolupôsobenie s uvedenými vitamínmi. Jedinou šálkou zeleného čaju môžeme telu dodať približne 10-40 mg polyfenolov ktoré svojim "antioxidačným" potenciálom prevýšia množstvá antioxidantov obsiahnuté v porcii brokolice, špenátu, mrkvy alebo jahôd.
 
Zelený čaj obsahuje taníny, ktoré sa môžu viazať na proteíny, vykazujú protihnačkové účinky.
 
Za najznámejší účinok zeleného čaju – výrazné stimulujúce pôsobenie zodpovedá obsiahnutý kofeín. Kofeín vplýva na adenozínové receptory blokovaním enzýmu fosfodiesteráza. Najmenej dve ďaľšie zložky zeleného čaju: katechíny a aminokyselina L-theanín zároveň zmierňujú stimulačný účinok kofeínu. 
 
L-theanín ktorý sa vyskytuje len v zelenom čaji a niektorých hubách priamo zvyšuje tvorbu alfa- mozgových vĺn, upokojuje telo a zároveň napomáha relaxačnému štádiu.