茶多酚可直接清除活性氧自由基，茶多酚结构中富含酚羟基，可提供活泼氢使自由基灭活，而本身被氧化形成的自由基由于含邻苯二酚结构，而具有较高的稳定性。因此茶多酚是供氢的自由基抑制剂。茶多酚具有抑制脂质过氧化反应、螯合金属离子的反应、激活细胞内抗氧化防御系统。
茶叶儿茶素类化合物对许多对人有害的细菌种类如金色葡萄球菌、霍乱弧菌、大肠杆菌等有杀菌和抑制作用。茶多酚对人体肠道中许多有益的细菌如双歧杆菌有促进生长和增殖的功效，而这些细菌在肠道中不仅可产生许多营养物质(如B族维生素)，并可抑制有害细菌的增殖。
茶叶儿茶素，特别是EGCG，能抑制细胞中胆固醇的合成，具有降低血液中LDL胆固醇和提高HDL胆固醇的功效。前者有促进人体动脉粥样硬化的作用，而后者则有预防和改善动脉粥样硬化的功效。茶叶儿茶素类化合物对许多对人有害的细菌种类如金色葡萄球菌、霍乱弧菌、大肠杆菌等有杀菌和抑制作用。茶多酚对人体肠道中许多有益的细菌如双歧杆菌有促进生长和增殖的功效，而这些细菌在肠道中不仅可产生许多营养物质(如B族维生素)，并可抑制有害细菌的增殖。
