У складі чаю присутній провітамін А (каротин). Він сприяє відновленню зору і нормалізації роботи залоз внутрішньої секреції. З каротину в організмі синтезується вітамін А (ретинол). Досить багато каротину в чаї пуер: 51 мг на 100 г сухого продукту.
Дефіцит вітаміну В1 (тіамін) призводить до порушення жирового обміну, ритму серця, ураження нервів. Його статок сприяє здоровому сну. Вітамін В2 (рибофлавін) потрібен для нормальної роботи шлунка, печінки. Він нормалізує зір, робить шкіру оксамитовою і еластичною, запобігає її лущення і знижує сухість. При нестачі цього вітаміну виникає загальна слабкість, погіршується апетит, іноді виникає депресія. Вітамін В5 (пантотенова кислота) необхідна людям, які страждають дерматитом. Достаток цього вітаміну в організмі полегшує стан алергіків. Він здатний пом`якшити або нейтралізувати побічні дії деяких ліків. Брак вітаміну В5 може призвести до появи пелагри, а одночасний недолік В5 і В2 здатний спровокувати виникнення короткозорості. Лідером за кількістю вітамінів групи В є чорний чай. Так, вміст вітаміну В1 в 100 г сухого чорного чаю становить 95 мг, а в зеленому - всього 19 мг.
Аскорбінова кислота зберігається в чайному листі тільки при грамотному заварюванні. У свіжих листках міститься в чотири рази більше вітаміну С, ніж у соку апельсина і лимона. Зелений чай містить в десять разів більше аскорбінової кислоти, ніж чорний. Вітамін С сприяє підвищенню імунітету, швидкому загоєнню ран, також він стабілізує психічний стан, бере участь у кровотворенні і метаболізмі. Чорний чай майже не містить цього вітаміну. У 100 г сухого листя зеленого чаю міститься 280 мг аскорбінової кислоти. Серед усіх сортів чаю найбільш кількість вітаміну С міститься в Ґьокуро (дорогий японський зелений чай).
Нікотинова кислота сприяє поліпшенню апетиту і мозкової діяльності, зниженню рівня холестерину, розширенню судин, зняттю головних болів. Концентрація цього вітаміну в чаї просто зашкалює. Лідером за його змістом є чорний чай. На 100 г цього чаю доводиться 15240 мг вітаміну РР, а зеленого - 10260 мг.
Викасола особливо багато в зеленому чаї. Цей вітамін необхідний для нормальної роботи кровоносної системи, він також відповідає за згортання крові.
Рутин покращує якість судин: регулює проникність їх стінок і скорочує ламкість. Він також сприяє кращому засвоєнню вітаміну С. За концентрацією рутина чаю немає рівних. Три-чотири чашки зеленого чаю в день здатні забезпечити добову дозу вітаміну Р.
Ці вітаміни теж присутні в чаї, але у вкрай незначній кількості і не у всіх сортах. Вітамін Е бореться зі старінням організму, а D важливий для кісток. У дуеті вони присутні в улун (сорт китайського чаю). Вітаміну Е багато в чаї пуер: майже 14 мг на 100 г.