茶多酚又叫茶單寧或茶靴質，屬於多酚類物質，是茶葉中的一種主要化學成分，它占茶葉幹物質總量的20%一35%。茶多酚是由30多種酚類物質組成的複合體，主要包括兒咖啡鹼、黃酮素、花青素和若干酚酸。其中以兒咖啡鹼的含量最多，約占多酚類的70%以上。
茶多酚的化學性質和單寧酸或單寧（商品）不同，與其他植物中或果實中的單寧也不同，它不會引起不利於腸胃的反應；它和蛋白質雖然也起作用，但不像其他多酚那樣，具有較强的可逆的反應。許多國家醫學研究證明了茶多酚的功效與作用及其對人體的藥理價值。
茶多酚有增强毛細血管的活性功效
茶多酚能增强毛細血管的活性，能降低毛細血管的滲透性，提高其對血管破裂的抵抗性。前蘇聯和印度的醫學專家都曾對大白鼠用減壓法所引起的出血程度進行測定，證明綠茶的茶多酚對毛細血管强度能起可逆性的改善作用。對大白鼠斷絕供應維他命P二三周後，然後再服0.01毫克的茶多酚.結果降低了毛細血管壁的脆弱性。如大劑量服用1毫克，在3小時後，就有顯著的成效。如給豚鼠服用綠茶湯或茶多酚，兩星期內在真空狀況下，毛細血管對破裂的穩定情况顯著地提高了。
對人體試服茶多酚和維他命C的混合物，在增强毛細血管壁方面，和單獨服用維生素C的對照組比較，其效果可提高兩倍。
另外，從茶多酚分離中發現的黃酮醇，具有强化血管的作用，現已作為治療高血壓的一種藥劑。
茶多酚預防動脈硬化
茶葉中含有大量的多酚類物質，有抵抗動脈硬化的功效，從而降低動脈硬化的發病率。據法國臨床教育主任艾米爾·羅芝醫生的研究.喝沱茶能降低三酸甘油脂和膽固醇的含量。在13個病例中，其中有10個人顯著降低了三酸甘油脂在人體中的含量；在16個病例中有11個人膽固醇下降，其中效果最好的占全部病例的12.5%。
據前蘇聯資料報導，曾對80名高血壓患者進行臨床試驗，結果有32名患者在用茶葉進行治療後5天內動脈搏血壓恢復正常，血液中膽固醇下降。
另據研究，發現有14年飲茶歷史的人，患有動脈硬化的比同等條件下喝咖啡的對照組為低。據斯納勃的觀察，愛喝中國茶的人患動脈硬化的人比較少。喝茶之所以能抵抗動脈硬化，主要是茶葉中的茶多酚具有很强的分解脂肪的作用，從而降低了三酸甘油脂和膽固醇在人體中的含量的緣故。當然，這還與茶葉中含有煙酸等其他成分從而改善了咖啡鹼的性質有關，但主要是茶多酚的功效與作用。
茶多酚具有消炎作用
茶區羣衆常用茶樹的幼嫩芽葉敷塗傷口，利用茶多酚的殺菌消炎作用。茶多酚能降低毛細血管滲透性，同减少出血的特性是結合在一起的，故能具有收斂止血作用。在我國古代醫學書中早就有茶葉可以消炎的記述，如民間常用濃茶湯來敷塗傷口，消炎解毒，促使傷口癒合。
茶多酚有止瀉和殺菌的功效與作用
在我國民間早有飲用茶葉作為止瀉的治療方法。古代醫學書籍中也有不少利用綠咖啡鹼來治療細菌性痢疾、赤痢、白痢、急性腸炎、急性胃炎等的記載。茶多酚為什麼能起止瀉和殺菌作用呢？主要是由於茶進人胃腸道後，能使腸道的緊張功能鬆馳，緩和腸道運動；同時，茶多酚能使腸道蛋白質凝固，因為細菌的本身是由蛋白質構成的，茶多酚與細菌蛋白質相遇後，細菌即行死亡，起到了保護腸胃粘膜的作用，所以有治療腸炎的功效。
拉勃蘭德等人認為，茶多酚能抑制阿司匹林的潰瘍作用，因而顯著地减少了由阿司匹林引起的胃粘膜出血。納特拉琴等人的研究認為，紅茶中的茶黃素和茶紅素對運動徐緩素（發炎時人體內分泌的一種物質），有明顯的抵抗作用，對攝護腺也有防止痙攣的作用。
據研究，茶多酚對大腸菌、葡萄球菌和肺炎菌的生長繁殖有抑制作用，把霍亂菌放在濃茶湯裏浸6分鐘以上，多數細菌就失去活動能力。茶葉還有明目功能，在古醫書和單方中記載很多。民間偏方中就有用茶水洗眼，醫治暴發火眼等。
另外，據英國藥典所載，茶人胃部後，茶多酚能與堿、蛋白質結合成.單寧酸鹽，蛋白質或其他凝固蛋白質被消化時，多酚被游離，而再與其他物質結合進人小腸時（小腸內鹼性），多酚使蛋白質凝固而减少分泌，故茶可治療痢疾。
1961年，日本發生流行性痢疾，曾把茶葉廣泛作為祛疫之用。有人曾用綠茶湯在試管中對傷寒菌、沙門氏傷寒菌、葡萄球菌、霍亂菌等進行試驗，發現茶葉對這些病菌都能起到抑制作用。