茶葉含有多種化學成分，已分離鑒定出700多種已知的有機和無機化合物，包括初級代謝產物蛋白質、糖類、脂肪和次級代謝產物多酚、色素、茶氨酸、生物堿、芳香物質和皂苷。研究表明，茶對癌癥有預防作用。
喝茶可以抑制致癌物二甲基苯蒽誘發金黃地鼠口腔腫瘤的發生；綠茶、紅茶、鐵觀音、花茶、大葉綠茶都可以通過阻斷致癌物質甲基芐基亞硝胺前體在大鼠體內的合成，從而抑制食管腫瘤的發生。無論哪種茶，對動物體內的化學致癌或移植性腫瘤都有不同程度的預防作用。
專家還篩選了18茶葉的主要成分，發現茶多酚和兒茶素單體對癌癥的發生發展有預防作用，茶多糖和咖啡因也有壹定作用，茶多酚的氧化產物茶色素同樣有效。茶色素是紅茶和烏龍茶的主要成分。
流行病學研究表明，吸煙與人類腫瘤尤其是肺癌有關。選擇習慣性吸煙的誌願者分別飲用綠茶、紅茶、混合茶和茶多酚片。結果表明，飲茶對吸煙引起的氧化損傷和DNA損傷有明顯的保護作用。