形成紅茶滋味的主要化學成分有多酚類化合物、咖啡堿、醣類、氨基酸等物質。
多酚類化合物是構成紅茶滋味濃強的主要成分。其中茶黃素具有較強的收斂性，茶紅素則滋味醇和，二者含量豐富、比例適中（茶紅素：茶黃素為10:15），是形成高品質紅茶滋味的主要原因。
構成茶湯鮮爽的主要成分是氨基酸、未被氧化的兒茶素及茶黃素和咖啡堿等。氨基酸是帶鮮味的物質。紅茶制造過程中，蛋白質水解后形成各種游離氨基酸，它與多酚類化合物協調配合，賦予紅茶濃醇鮮爽的滋味特征。咖啡堿是略帶苦味的物質。咖啡堿與茶黃素等多酚氧化物產生的絡合物是形成茶湯冷后渾的原因。咖啡堿與茶黃素絡合滋味鮮爽，冷后呈黃亮色；與茶褐素絡合，冷后呈暗黃褐色；與茶紅素絡合，冷后呈棕紅色。
紅茶滋味的甜醇主要是葉內含有糖類物質，萎凋葉中糖類物質淀粉產生了較多的可溶性糖；在高熱干燥階段，多糖的裂解增加可溶性單糖的數量。因此，在紅茶制造過程中可溶性糖的數量是增加的，可溶性糖的增加對增進茶湯滋味的甜醇味以及甜香味都是有積極意義的。
