茶葉中含有多種維生素，其中維生素C的含量最多，此外還有維生素A原、維生素B1、維生素B2。維生素P、維生素PP、維生素K以及葉酸等。因此適量飲茶就能在一定程度上補充人體對多種維生素的需要。營養學家認為，人體每天需要最多的是維生素C，約為75-150毫克。其次是維生素A、維生素B1、維生素B2等。
由于人體不能大量貯存維生素C，因而必須從食物中攝取。維生素C的抗癌效果也已越來越被重視。世界衛生組織國際癌癥研究所環境致癌部的大島寬史博士用無致癌性的亞硝基脯氨酸和亞硝酸鹽喂老鼠，然后再喂維生素C，結果維生素C對合成亞硝基胺(致癌物)的抑制率達97.5%。茶葉中含有豐富的維生素C，尤其是綠茶，其中的維生素C含量遠比大多數蔬菜中維生素C的含量要高，每百克綠茶中含有維生素C 約180毫克，而優質綠茶可高達500毫克。一般濃度的茶湯每百毫升含維生素C約2-4毫克。
茶葉中的維生素A原即胡蘿卜素的含量也比一般蔬菜都高。胡蘿卜素具有維生素A的生理化作用，每百克茶葉中約含胡蘿卜素5.46毫克。維生素B1能預防和治療多發性神經炎。每百克茶葉中含有0.07毫克，其含量是蘋果的7倍。維生素B2是維持視網膜正常機能所必要的活性物質，每百克茶葉中含量高達1.20毫克，比含量豐富的黃豆還要高約5倍、比米高20倍，比瓜果高60倍。
茶葉中還含有與人體微血管活動有關的維生素P，早在50年代，前蘇聯的庫爾桑諾夫等人就發現葉中含有大量的維生素P類物質如D、L-兒茶素和L-表兒茶素每克茶葉干物含量共為14毫克，L-表兒茶素沒食子酸酯為16毫克，用兒茶素含量高的茶(尤其是綠茶)作為熱飲料將有助于人體補充維生素P。莫斯科生物化學研究所研究發現，茶葉中維生素C與維生素P的含量是檸檬汁和桔子汁含量的4倍。
這些成分對防止壞血病有一定的作用。人類儀器中如果缺乏維生素PP(即煙堿酸)就會引起癩皮病、腹瀉和癡呆等癥。茶葉中的維生素PP含量遠遠高于蔬菜和水果，每百克茶葉中就含有維生素PP4.7毫克，而大白菜只含0.3毫克，西瓜只含0.2毫克，維生素K是一種抗出血茶葉中就含有維生素K約為300-500個國際單位。
葉酸是B族維生素的重要成員，它對防止貧血具有重要作用，但一般食物中都往往缺少它，美國加州大學分析結果認為，中國綠茶中含有較多的葉酸：美國加利福尼亞大學的食品科學研究者更進一步指出：每天喝5杯綠茶就可獲得人體葉酸日需要量的1/4。英國茶葉專家哈勒先生也指出：茶葉中的硫胺素、核黃素、煙堿酸和泛酸等可以構成維生素B復合體，如果每天喝6杯茶，則可為人體提供維生素B復合體日需要量的1/10。
由于茶葉中含有多種維生素，在正常沖泡情況下其浸出率可達80%左右。所以適量飲茶對補充人體一定量的某些維生素是大有裨益的。
