Protirakovinové účinky
 
Zelený čaj má silné protirakovinové účinky (zabraňuje tvoreniu zhubných nádorov resp. spomaľuje ich nástup). Katechin obsiahnutý v zelenom čaji blokuje enzým urokináza, ktorý je vo veľkom množstve produkovaný rakovinovými bunkami. S pomocou tohto enzýmu rakovinové bunky napádajú živé tkanivá a dochádza k ich nadmernému rozmnožovaniu.
 
Polyfenoly zeleného čaju znižujú účinok enzýmu matrix-metaloproteináza a zároveň zvyšujú aktivitu jej tkanivových inhibítorov. Zníženie aktivity matrix- metaloproteinázy(MMP) následne redukuje rast tumorov (nádorov).

Polyfenoly znižujú účinky vaskulárneho endotelového antigénu CD31 a vaskulárneho endotelového rastového faktora, tým brzdia tvorbu nových nádorových ciev a rast nádoru.

Podávanie polyfenolov zeleného čaju brzdí prejavy antigénu deliacich sa buniek, ktoré sú indikátorom rastu nádoru.
 
S odkazom na klinické štúdie zverejnené vo vydaní časopisu Cancer research v marci 2005 sa dokázalo že katechíny zeleného čaju (EGC) v porovnaní s čiernym čajom (ktorý obsahuje oxidované formy EGC) 5-násobne viac znižujú účinok enzýmu dihydrofolát reduktáza (DHFR), krorý je nevyhnutným faktorom podmieňujúcim rast rakovinových buniek. Enzým DHFR sa stal cieĺovým enzýmom pôsobenia protirakovinových liekov.
Vedci sa rozhodli zamerať svoj výskum po zistení, že zelený čaj vlasne pôsobí podobne ako protirakovinový liek – cytostatikum metotrexát. Rovnako ako metotrexát, epigalokatechín zeleného čaju blokuje syntézu deoxiribonukleovej kyseliny (DNA) mechanizmom deaktivácie enzýmu dehydrofolátreduktáza (DHFR). Aj keď je väzba epigalokatechínov na enzým DHFR silná, nie je úplná ako pri metotrexáte. T toho vyplýva výhoda pre epigalokatechín zeleného čaju – nižší výskytu závažných vedľajších účinkov na zdravé deliace sa bunky v porovnaní s metotrexátom.

Stimulačné účinky
 
Najznámejším účinkom zeleného čaju je výrazné stimulujúce pôsobenie obsiahnutého kofeínu. Kofeín vplýva na adenozínové receptory blokovaním enzýmu fosfodiesteráza. Najmenej dve ďaľšie zložky zeleného čaju: katechíny a aminokyselina L-theanín zároveň zmierňujú stimulačný účinok kofeínu. V nápoji zo zeleného čaju sa nachádzajú súčasne kofeín s katechínmi a L-theanínom, ktoré protichodne vyvažujú stimulujúce pôsobenie 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.

Extrakt zeleného čaju podávaný v laboratórnej 10-týždňovej štúdii zvýšil fyzickú výkonnosť zvierat o 24%, meranú ako dĺžku schopnosti plávať až do vyčerpania. Ukázalo sa že katechíny zeleného čaju stimulujú využitie mastných kyselín (tukov) pečeňou a svalovými bunkami. Rozklad mastných kyselín sa považuje za príčinu prečo dochádza k následnému znižovaniu telesnej hmotnosti.
 
Výrazné protizápalové účínky
 
Katechíny zeleného čaju blokujú veľmi účinne zápalový proces. Viac podrobností k téme nájdete v kapitole Čaj v liečbe zápalu.
 
Zvýšenie ochrany kože pred poškodením UV-žiarením
 
Katechíny zeleného čaju ovplyvňujú mnoho biomarkerov zapájajúcich sa do aktivácie cytotoxických T-buniek imunitného systému. EGCG zasahuje do mnohých enzýmových systémov: brzdí pevné enzýmové väzby a spomaľuje procesy stárnutia, znižuje aktivitu syntetázy mastných kyselín (tukov), zvyšuje tyrozínovú fosforiláciu inzulínového receptora, aktivuje ornitín – dekarboxylázu.

Katechíny zeleného čaju chránia DNA pre poškodením UV – žiarením. Mohli by byť použité ako doplnková alebo alternatívna liečba rakoviny kože indukovanej ultrafialovým žiarením.
 
Ďaľšie účinky
 
Zelený čaj obsahuje taníny, ktoré sa môžu viazať na proteíny, vykazujú protihnačkové účinky. Zelený čaj znižuje vstrebávanie cholesterolu a železa. Znížením tvorby voľných radikálov spomaľuje starnutie organizmu. Kofeín a teín pôsobia diureticky, zvyšujú vylučovanie tekutín z tela.