ชาดำมีสารฟีนอลิกอยู่มาก แม้ว่าสารฟีนอลเหล่านี้จะมีน้ำหนักโมเลกุลมาก ซึ่งค่อนข้างแตกต่างจากส่วนประกอบฟีนอลในชาเขียว อย่างไรก็ตาม จากผลการทดลองทางคลินิก ยังมีสารต่อต้านอนุมูลอิสระ ลดไขมันในเลือด ยับยั้งภาวะหลอดเลือดแข็งตัว เสริมการทำงานของเส้นเลือดฝอย ต่อต้านการกลายพันธุ์ และการทำงานอื่นๆ ชาดำมี lipopolysaccharides ดังนั้นการดื่มชาดำก็มีผลในการลดน้ำตาลในเลือด ชาดำมีฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรียและต้านการอักเสบได้ดี

ชาดำเป็นชาที่ผ่านการหมักอย่างสมบูรณ์ ในระหว่างการแปรรูปชาดำ โพลีฟีนอลในชา ซึ่งเป็นส่วนประกอบทางเคมีหลักในใบชาสด จะผ่านการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของเอนไซม์เป็นชุด โพลีฟีนอลในชาจะถูกออกซิไดซ์และโพลิเมอไรซ์เพื่อสร้างชาที่มีน้ำหนักโมเลกุลมาก . Flavins และ thearubins. หลังจากที่ใบสดถูกแปรรูปเป็นชาดำ ส่วนประกอบหลักของชาโพลีฟีนอล คาเทชิน จะลดลงมากกว่า 80% และ theaflavins และ thearubigens ที่ก่อตัวขึ้นได้กลายเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่สำคัญที่สุดในชาดำ ในหมู่พวกเขา theaflavins คือ คิดเป็นสัดส่วน 1%-2% ของเนื้อหาแห้ง สาร thearubicins คิดเป็น 9% -20% ของเนื้อหาแห้ง และทั้งสองคิดเป็น 40% -60% ของสารสกัดจากน้ำชาดำ ชาแดงและธีฟลาวินเป็นสารที่มีลักษณะเฉพาะของชาดำ และเนื้อหาในชาดังกล่าวส่งผลต่อคุณภาพและรูปแบบของชา ในเวลาเดียวกัน สาร thearubigens และ theaflavins เป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดในชาดำ และชาดำแสดงถึงกิจกรรมทางสรีรวิทยาที่ดี

　　 ปริมาณ***ในชาดำใกล้เคียงกับชาเขียว กรดอะมิโนและเปปไทด์ กรดอินทรีย์ และน้ำตาลอิสระสูงกว่าชาเขียวเล็กน้อย วิตามินต่ำกว่าชาเขียวมาก ส่วนประกอบทางเคมีหลักและคุณสมบัติต่างๆ ของชาดำนั้นแตกต่างจากชาเขียวมาก จากมุมมองของแพทย์แผนจีน ชาดำนั้นอบอุ่นในธรรมชาติและชาเขียวนั้นเย็นในธรรมชาติ ดังนั้นลักษณะคุณภาพและผลกระทบต่อสุขภาพของชาดำจึงมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวเช่นกัน

　　 ชาดำมีความอบอุ่นในธรรมชาติ และดีในการอุ่นตรงกลางและขับความเย็น อุ่นท้องและขับความเย็น แก้เสมหะ ขจัดอาหาร และความอยากอาหาร จะเห็นได้ว่าชาดำเหมาะสำหรับผู้ที่มีม้ามและท้องไม่แข็งแรง ดังนั้นในชีวิตประจำวันผู้บริโภคที่มีม้ามและท้องไม่ดีควรเลือกดื่มชาดำการดื่มชาดำมีประโยชน์ต่อสุขภาพอย่างเห็นได้ชัด