O chá verde é composto principalmente de catequinas, que são um tipo de flavonoide antioxidante. As catequinas mais abundantes no chá verde são a epigalocatequina galato (EGCG) e a epicatequina galato (ECG). O chá verde também contém cafeína, teobromina, teofilina, ácido gálico, ácido ascórbico (vitamina C) e minerais como manganês, potássio, ácido fólico e vitamina K. A qualidade e a quantidade desses compostos podem variar dependendo da origem, variedade da planta, processamento e preparo do chá verde.