Como o chá é uma mistura de diferentes compostos, em vez de um composto puro, a decomposição química completa do chá não é previsível. Não existe uma fórmula química para descrever todos os chás. Em vez disso, existem milhares de moléculas diferentes em uma única gota de chá, tornando todos os chás diferentes.
Um dos produtos químicos mais facilmente reconhecíveis e procurados no chá é a cafeína. Existe naturalmente na maioria das folhas de chá em várias concentrações. Como o chá é feito retirando os compostos bioquímicos das folhas das plantas, o chá em si contém muitos tipos diferentes de vitaminas, minerais, proteínas, açúcares, gorduras e até ácidos nucléicos.
