发酵是形成红茶色、香、味品质特色的关键性工序。良好的发酵才能形成较多的茶黄素和茶红素，才能形成更多的滋味和香气物质。
发酵方法一般是将揉捻叶放在发酵框或发酵车里，进入发酵室发酵。发酵要掌握满足茶多酚酶性氧化聚合反应所需的适宜温度、湿度和氧气量。
（一）温度对发酵质量的影响较大，包括气温与叶温2个方面。气温的高低直接影响叶温高低。发酵过程中，多酚类化合物氧化放热，使叶温提高。叶温有一个由低到高再低的变化规律。发酵的叶温以保持在30℃为宜，气温则以24℃～25℃为佳。气温和叶温不宜过高也不宜过低。如叶温过高、超过40℃，发酵变化过分激烈，使毛茶香低味淡、色暗，严重损害品质。所以在高温季节里要采取降温措施，摊叶要薄，以利于散热降温。温度过低，发酵时间延长，内质转化不能全面发展，因此在叶温过低时，就应加厚叶层以利于保温，必要时采取其他的加温措施。
（二）湿度湿度对于发酵也是一个不可忽视的条件。实践表明，保持90%以上的高湿有利于提高多酚氧化酶的活性，有利于茶黄素的形成和积累；反之，含水量很低的叶子，发酵时湿度又小，茶褐素积累过多，造成汤色和叶底变暗，滋味淡薄。因此，发酵要求相对湿度达到95%，这就要采取喷雾或洒水等增湿措施。
（三）通气供氧发酵中需消耗大量氧气。制造1千克红茶，在发酵中耗氧达4～5升。在缺氧条件下，发酵不能正常进行。同时，发酵也释放二氧化碳，从揉捻开始到发酵结束每100千克叶子可释放30升的二氧化碳。
（四）摊叶厚度摊叶厚度影响通气和叶温。摊叶过厚，通气条件不良，叶温增高快，热量不易散发；摊叶过薄，叶温不易保蓄。