黑茶汤色的主要成分是茶黄素与茶红素，研究结果表明，茶黄素不仅是一种有效的自由基清除剂和抗氧化剂，而且具有抗癌、抗突变、抑菌抗病毒、改善和治疗心脑血管疾病、治疗糖尿病等多种生理功能。

黑茶的主要功能性成分是茶复合多糖类化合物，这类化合物被医学界认为可以调节体内糖代谢（防治糖尿病）、降低血脂血压、抗血凝、血栓、提高机体免疫能力。临床试验证明，黑茶的这些特殊功能显著，是其他茶类不可替代。

茶叶中的矿质元素主要集中在成熟叶、茎、梗中，黑茶采制原料较老，矿质元素含量比其他茶类高。其中氟对防龋齿和防治老年骨质疏松有明显疗效；硒能刺激免疫蛋白及抗体的产生，增强人体对疾病的抵抗力，并对治疗冠心病，抑制癌细胞的发生与发展有显著效果，茶叶中硒含量可高达3.8~6.4mg/kg。

黑茶还是一种低咖啡因的健康饮料（原料成熟度高，烘焙等因素），与可乐以及其它茶类相比，黑茶不影响睡眠，