茶叶作为饮料以来，已成为一种重要的食品，列为世界三大饮料之一。食品的色香味形，是反映食品品种质量的基本因素。因此，茶叶的质量，除了必须符合卫生标准外，它的色、香、味、形，就成为评估茶叶品质的基础。各种茶类各有其特征，并有与其特征相应的色香味形的质量要求。
茶叶的色香味形，是茶叶品质的综合反映，除了形依赖于物理作用外，色香味均以品质化学成分为基础。
红茶色泽的化学基础
红茶的干茶颜色，看起来有乌润感，它不是什么正统的红色，它之所以命名为红茶，是指茶汤的汤色。因此，红茶的外形色泽要求，即干茶颜色的品质标准，并不反映红的特征.国际通用的红茶名词为，在字义上完全以外形乌Ｂｌａｃｋｔｅａ黑色泽作为依据，并无红的含义。
红茶汤色要求红艳明亮、这种红色来自鲜叶中的茶多酚。红茶在制茶工序中有一个发酵过程，实际上是一个氧化过程，鲜叶中的茶多酚经过这一氧化过程，把含量的３０～４０％转化成红茶的特征色素，其氧化产物的主要成分是茶黄素、茶红素和茶褐素。发酵技术掌握恰当，这三种主要红色成分比例调，红茶汤色就可以获得红艳明亮的结果，这是优质红茶的汤色。
红茶香气的化学基础
茶叶香气由一群比较复杂的芳香物质所形成，根据不同芳香物质的种类及数量的综合，形成各种茶类的香气特征。除了品种、季节因素的特殊原因外，鲜叶原料通过不同的加工方法，就能形成各种不同的香气，所以香气是由多种芳香物质综合组成的，而绝不是一种单独芳香物质的反映。迄今对某些芳香化合物相应的香气性质虽初步有所了解，但毕竟还难以具体表明茶叶所特有的具体气味。
例如，具有嫩茶鲜爽清香香气性质的有：顺－３－己烯醇与其他六碳醇类、六碳酸、反－２－六碳烯酸以及某些五碳醇类；属于铃兰类鲜爽花香的有沉香醇；具有蔷薇类柔和花香香气性质的有２－苯基乙醇、牻牛儿醇（香叶醇）；具有茉莉、柚子类甜醇浓厚香气性质的有β－紫萝酮与紫萝酮的衍生物、顺－茉莉酮、茉莉酮酸甲酯、橙花叔醇；果味香性质的有茉莉内酯及其他内酯类化合物、茶螺烯酮、其他紫萝酮类化合物；木质气味性质的有倍半萜烯等碳氢化合物、４－乙烯苯酚；烘炒香气性质的有反－２－顺－４－庚二烯、５，６－环氧－β－紫萝酮；还有属于其他香气性质的各种具有一定气味的化合物。这些各种各样的芳香物质，组成各种茶类的不同香味，其香型就反映了茶类的香气特征。
从鲜叶、绿茶、红茶中已发现的组成香气的芳香物质，共有３４３种，它们含有的种类各不相同，有的只存在于鲜叶，如顺－３－己烯醛，不存在于绿茶、红茶中；有的在绿茶中含量很多，如吡嗪类化合物，在红茶中则尚未发现；有的红茶中所含的种类很多，如酯类化合物有３８种，在绿茶中仅发现有９种，内酯类化合物也是类似情况。鲜叶中含有的芳香物质，占以上三种茶叶中已发现存在的芳香物质总数的１５％；绿茶占４０％；红茶占８４％，这说明红茶在加工过程中的化学与生物化学变化最为复杂。鲜叶香气是由５３种芳香物质组成，绿茶香气则由１３６种芳香物质组成，而红茶中组成香气的芳香物质，竟达２８９种之多。芳香物质种类的组成与量的不同，形成了千变万化多种多样的茶叶香味特色，这是茶类香气之由来。
红茶滋味的化学基础
茶叶中对味觉起主导作用的物质是茶多酚（包括儿茶素及各种多酚类物质）、氨基酸，具辅助作用的是咖啡碱、还原糖等化合物；在红茶中除茶多酚、氨基酸外，起特征作用的茶黄素与茶红素等与红茶滋味密切相关的物质，是儿茶素经氧化后产生的。所有这些物质，都有其物理及化学特性，在不同的条件下，包括其含量与组成比例的变化，表现出各种不同茶类的滋味特征。
红茶的滋味，其中工夫红茶以鲜、浓、醇、爽为主，红碎茶则以浓强、鲜爽为主，辅之以收敛性、醇厚、醇和、鲜强等，以区分其等级及类别。这里氨基酸在品质化学鉴定时，就处于辅助地位，而主要是茶多酚，更确切地说是儿茶素及其氧化产物茶黄素的含量起着重要的作用。用化学方法测得的红茶的浓强度与鲜爽度，与感官审评的结果是一致的，这种鲜爽度不是像绿茶那样取决于氨基酸，而是取决于茶黄素。因为儿茶索经酶性氧化生成的茶黄素，是决定红碎茶的鲜爽味及茶汤亮度的主要成分，它改变了原来儿茶素的滋味特征。工夫红茶由于采用的制茶工艺技术措施有所不同，因此滋味没有红碎茶那样浓强鲜爽，而以浓醇为其特点，这是由于工夫红茶在加工过程中的生化变化有所不同，特别是叶组织机械破碎程度，没有红碎茶那样充分，干燥工序中的叶温较低，时间较长，氧化过程缓和，造成滋味的醇和，缺少强烈的收敛件。
茶叶外形的形成
各种茶类的外形，都是物理作用形成的。当然在物理作用过程中，不能排除一定的化学变化。茶叶的外形有：条形、扁形、针形、圆形、片形、卷曲形等。鲜叶经过一定的加工过程后，加以成形的技术措施，并通过干燥，使形固定下来，形成一定的茶类特征。在定形干燥过程中，茶叶的色泽也会产生一定的变化，红茶色泽的乌润与茶类的形状特征没有直接影响，但对感官心理因素及滋味品质的评定，将会产生重要的作用，所以茶叶在加工程中，在外形色泽上也是应该十分注意的。
茶叶品质的色、香、味、形四大因子，除形外，其他三大因子与茶叶生物化学密切相关。以上所述的呈色、呈香、呈味物质的变化，除了加工技术条件外，鲜叶原料的茶树品种、茶园生态、肥培管理、采摘标准、采收季节等的不同，也会产生一定的差异。