Yeşil çay içindeki aktif maddeler kateşinler, epigallokateşin gallat (EGCG) gibi flavonoidler, polifenoller vardır. E vitamini açısından zengindir, Yeşil çay da krom, manganez, selenyum ve çinko gibi ve bazı phytochemical bileşikler karotenoidler, tokoferol, askorbik asit (C vitamini), mineraller bulunur. Güçlü bir antioksidandır içerisindeki mükemmel bileşenler sağlıklı yaşam için doğanın bize sunduğu bir armağanlardır.
Yaşlanma karşıtı olarak bilinen yeşil çay, ayrıca; theanine, tirosin ve lösin, adenin, dimetilksantin, teobromin, teofilin ve ksantin gibi ksantin alkaloitleri; pektin (meyvelerde de bulunur), glikoz, sukroz ve fruktoz gibi karbonhidratlar; klorofil gibi pigmentler ve triterpen saponinler. A vitamini , B kompleksi vitaminler (B1 Tiamin hidroklorür (HCl) veya tiamin pirofosfat, B2 Riboz 5-fosfat, B3 Niasinamid, B5 Pantetin, B6 Piridoksal-5′-fosfat, B9 L-5-MTHF metilfolat, B12 Methilkobalamin, Biotin), C ve E vitaminleri de yeşil çayda fazlasıyla bulunur. Vücudunuz ve zihniniz için mükemmel olan antioksidanlar ve besinlerle yüklü yeşil çayın sağlığa faydalarının yanı sıra, cilde de çok faydalı bir bitkidir. Yeşil çayın bileşenleri içerisinde en önemlileri polifenollerdir. Polifenoller, kateşin, gallik asit ve bunların türevlerinden oluşur. Bunlardan en önemlileri flavanollerdir. Yeşil çayın bileşiminde minerallerden demir, çinko, bakır ve Selenyum tespit edilmiştir. Gamma Amino Bütirik Asit ve L-Teanıne gibi amino asitler, flavonoidler, polisakkaritler, florid, uçucu aroma bileşenleri ve kafein diğer önemli bileşenlerdir.
Tüm dünyada yeşil çayın sağlıklı bir içecek olarak tüketiminin yaygınlaşmasında en önemli pay polifenollere aittir. Başta Epigallocatechin-3-gallate olmak üzere yeşil çayda bulunan polifenollerin antioksidant özellik gösterdikleri ve kanserden koruyucu etki yaptıkları ile ilgili tüm dünyada birçok bilimsel araştırma yapılmıştır. Ayrıca yeşil çay kateşinlerinin tümör oluşumunu önlediği, antibakteriyel ve antiviral etki gösterdiği klinik deneylerle belirlenmiştir.Yeşil çay bileşenlerinin diş ve diş etlerini koruduğu, kan şekerini düzenlediği, yüksek tansiyonu önlediği, kan kolesterol düzeyini düşürdüğü ve oboziteyi engellediği konusunda yapılmış birçok bilimsel çalışma mevcuttur.
Doğal antioksidant özelliği taşıyan polifenoller gıda, kozmetik ve ilaç endüstrisinde geniş ölçüde kullanılmaktadır. Çay polifenolleri bitkisel ve hayvansal yağ içeren gıdalarda antioksidant olarak kullanılır. Yeşil çaydan extrakte edilen polifenoller sakız, diş macunu, koku giderici ve yok edici ağız spreyleri yapımında da katkı maddesi olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır.
Yeşil çayın mikrobiyolojik etkileri üzerine yapılan araştırmalar, yeşil çayın özellikle E.coli suşlarına karşı etkili olduğu ve 5 saat içinde 100 000 adet E.coli 0-157 bakterisini öldürdüğünü göstermiştir.