Herbata zawiera kilka procent alkaloidów purynowych, najwięcej kofeiny (do 4, 5%), teobrominę, teofilinę, adenina, ksantynę i inne. Do 30% garbników katechinowych, rutynę, kwercetynę, katechinę, flawonoidy, saponiny, sole mineralne, 0,1% olejku eterycznego i inne związki.
Napar z liści herbaty, dzięki alkaloidom wywiera działanie pobudzające na układ nerwowy. Usuwa senność i zmęczenie, pobudza akcję serca i wentylację płuc, dzięki rozszerzeniu naczyń krwionośnych w mózgu, narządach i mięśniach. Kofeina i jej metabolity zwiększają wydzielanie neuroprzekaźników co usprawnia procesy myślowe i poprawia nastrój. Herbata działa rozgrzewająco przez przyspieszenie przemian energetycznych. U osób przyzwyczajonych do codziennego picia herbaty reakcje takie są słabo widoczne. Napar z herbaty stosuje się również przy zatruciach, biegunkach i innych zaburzeniach trawiennych.
W ostatnich latach zwraca się uwagę na antyoksydacyjne działanie zawartych w herbacie polifenoli oraz i wpływ na obniżenie ilości cholesterolu.
Polifenole wiążą i ograniczają wchłanianie toksycznych metali ciężkich, jak ołów, kadm lub rtęć. Najsilniejsze działanie przeciwutleniające wykazuje herbata czerwona i zielona a słabsze herbata czarna. Jednak częste picie mocnego naparu z herbaty może być szkodliwe, gdyż zawarte w niej garbniki mocno działają na błonę śluzową, ograniczają wchłanianie składników pokarmowych, zwłaszcza białek, wiążą wapń, magnez, żelazo, cynk, miedź i inne ważne dla organizmu biopierwiastki. Garbniki niszczą również zawartą w treści pokarmowej witaminę B1.
Krótko parzona herbata ma dużą ilość kofeiny a mało związków garbnikowych, które ekstrahują się wolniej od kofeiny. W miarę przedłużania czasu parzenia do płynu przechodzi coraz większa ilość szkodliwych w nadmiarze garbników co powoduje zwiększenie cierpkości i pogorszenie smaku naparu. Maksymalny czas parzenia nie powinien przekraczać pięciu minut. Nie powinno się używać do picia herbaty przetrzymywanej przez wiele godzin po zaparzeniu. Przypadki takie występują często gdy zabrana na wycieczkę w termosie herbata jest pita po kilku godzinach od chwili zaparzenia. Właściwe jest przetrzymywanie w termosie samego wrzątku i zaparzanie herbaty do bezpośredniego wypicia.
W 100 gramach suchych listków herbaty jest średnio od 10 do 15 miligramów fluoru. Niektóre herbaty chińskie zawierają często jeszcze większe jego ilości z powodu stosowania na plantacjach pestycydów zawierających fluor.
Przedłużanie czasu parzenia powoduje zwiększenie zawartości fluoru w naparze. W herbacie mogą również występować inne niepożądane zanieczyszczenia, ponieważ proces produkcji nie przewiduje mycia lub innego oczyszczania liści z zanieczyszczeń atmosferycznych lub pozostałości środków ochrony roślin. Często występuje nadmiar miedzi pozostałej po stosowaniu środków grzybobójczych.
Na świecie istnieje wiele sposobów parzenia herbaty. Chińczycy zalewają w filiżankach listki herbaty, przeważnie zielonej często z dodatkiem jaśminu, wrzątkiem i piją ją niesłodzoną. W Tybecie herbatę pije się z masłem. W Kirgizji zieloną herbatę pije się z tłuszczem baranim i solą. W Rosji zaparza się mocną esencję w czajniczku i dolewa wrzątku z samowara. W Maroku pije się herbatę z dodatkiem mięty, bardzo mocno osłodzoną. W Anglii zaparza się herbatę w czajnikach kamionkowych lub porcelanowych i nakrywa je kapturem z materiału dobrze zabezpieczającym przed utratą ciepła.
