正山小种红茶与有名的祁门红茶比较有明显的差异。祁门红茶的主要成分为香叶醇、2-苯甲醇、芳樟醇氧化物、B-紫罗酮、苯乙醛、（E）-2-已烯醛、反-香叶酸、水杨酸甲酯等。

祁门红茶（小叶种）的一个特征是和大叶种的红茶（如印度、斯里兰卡的红茶）相比，香叶醇含量与芳樟醇及其氧化物含量的比值比较高。从这一点上看正山小种红茶具有小叶种红茶中往往是较丰富的成分，表明正山小种红茶（武夷变种）并不象祁门红那样是典型的小叶种。

正山小种红茶的叶子吸收松木燃烧的香气，而祁门红茶不接触烟。正山小种红茶的许多成分是木材烟的特征成分，也是烟熏食品特有的成分。松木中含有大量的木质素、纤维素和半纤维素，这些都是烟成分的来源。糠醛及其衍生物是纤维素的热解产物，而酚类由木质素的热解产生。这些热解产物在正山小种红茶中也少量存在。