茶多酚的主體物質是兒茶素類物質。兒茶素存在于鮮葉細胞的液泡內，而多酚氧化酶主要存在于原生質中的葉綠體和線粒體內。但當葉片組織受到損傷如揉捻或揉切后，兒茶素類物質與多酚氧化酶接觸，在有氧氣的條件下，兒茶素類便迅速發生酶促氧化作用，首先產生兒茶素鄰醌。鄰醌物質很快又發生聚合，逐步產生了茶黃素，茶黃素進一步氧化的結果產生茶紅素，茶紅素進一步氧化并與氨基酸等物質的聚合，最后形成茶褐素。茶黃素和茶紅素是形成紅茶紅葉紅湯的主體物質。
從兒茶素氧化聚合形成茶褐素的整個過程，物質的顏色是逐漸加深的。鄰醌為黃色，茶黃素為橙黃色。茶紅素為紅色，茶褐素為暗褐色。紅茶制造過程中葉綠素的分解破壞是很顯著的。葉綠素的分解破壞，一是由于酶性或非酶性的水解，二是加熱過程中的脫鎂作用，使紅毛茶的色澤形成黑棕色。
