生物机体由核酸、蛋白质、脂类等多种生物分子组成，这些成分易遭受自由基等因素的攻击而发生氧化、交联、聚合等反应，使其丧失正常功能，进而危及细胞功能和机体健康。大量实验证明，茶叶具有优异的抗氧化活性，这是使茶叶成为保健和治病良药的重要功能基础。okayasu h等研究了各种红茶、绿茶及绿茶粉热水提取物的抗自由基效果，结果显示各种茶的提取物对超氧阴离子自由基、羟自由基、一氧化氮自由基均具有良好的清除效果。周才琼等研究了茶鲜叶、绿茶和茶多酚在体外模拟胃液ph条件下对n02-（亚硝酸根）的清除作用，结果显示很强的清除作用，其效果随处理时间延长而升高。
茶的抗氧化效果与其清除自由基的作用密切相关。概括来说，抑制自由基产生、直接清除自由基、激活生物体自身的自由基清除体系，这是茶多酚发挥其抗氧化功能的3大机制。
生物的衰老和死亡源于细胞的损伤和死亡。人体自然衰老与退行性疾病的发生过程，都伴随着细胞受氧自由基的氧化损害，造成组织器官和生物大分子的损伤。医学科学家研究认为，利用抗氧化剂预防或消除自由基所造成的氧化损伤，是预防和阻断癌症及心血管疾病发展的有效方法。茶多酚、茶色素等成分具有良好的抗氧化和清除自由基的功能，从而有效地保护生物细胞免受自由基的攻击和氧化损伤：而细胞寿命的延长，自然会延缓生物体的衰老速度。
目前已经证明，茶叶对抗衰老作用有贡献的成分是：茶多酚、茶多糖、茶氨酸和各种维生素等。