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兒茶素又稱兒茶精，茶單寧。茶湯的泡沫中富含兒茶素。其為黃烷醇的衍生物。兒茶素最初由兒茶中提取出。為無色結晶形固體;能溶于水;其水溶液受熱或在無機酸存在下，容易聚合成無定形鞣質。和咖啡因同屬茶葉中的兩大重要機能性成分，但是又以兒茶素為茶湯中最主要的成分。臨床實驗調查顯示，兒茶素可以通過血液循環進入全身，加強新陳代謝，增強脂肪的氧化和能量消耗從而達到抑制肥胖的作用，尤其是對內臟脂肪的抑制作用，能達到理想的減肥效果。
立頓茶葉研究所同時報告了其研究成果：綠茶中的兒茶素對人體脂肪代謝以及脂肪分布，特別是內臟脂肪的減少有著明顯的作用。飲用綠茶，可降低心血管疾病和癌癥風險，主要是因為綠茶中含有豐富的類黃酮物質，特別是兒茶素類。已經有大量的臨床實驗證明，兒茶素具有細胞調節作用以及抗氧化功能。兒茶素是一類具有高活性的類黃酮的總稱，在綠茶中含量較高。
聯合利華針對綠茶中高含量兒茶素功效進行的兩個臨床實驗中發現，在不改變飲食和身體活動的前提下，輕度超重的中國健康男性與女性連續90天飲用高兒茶素含量綠茶后，體重、腰圍和內臟脂肪都顯著減少，綠茶中的兒茶素可能對人體脂肪分布，特別是腹部脂肪分布產生特定的有益影響，它對控制中心性肥胖具有一定的效果。
兒茶素是茶葉的重要成分，具有防治心血管疾病、預防癌癥等多種功能。右旋兒茶精還有降低毛細血管的通透性、止瀉、止血、抗病毒、殺真菌、抑制ACE及預防胃潰瘍等多種作用。
清除自由基:兒茶素是天然的油脂抗氧化劑，抗氧化活性甚至比維他命E還。并且可以清除人體產生的自由基，以保護細胞膜。延緩老化:因為有清除自由基的功用，所以可以減緩衰老。
預防蛀牙：因為茶葉中含有氟，所以可以使牙齒對酸的侵蝕具有較強的抵抗力。除此之外，也有臨床實驗指出，兒茶素類可以明顯地減少牙菌斑以及減緩牙周病。
改變腸道微生物的分布：兒茶素類可以抑制人體致病菌(如肉毒桿菌)，同時又不傷害有益菌(如乳酸菌)的繁衍，所以有整腸的功能。抗菌作用:可以抑制引起人類皮膚病的病菌，并且對治療濕疹有很好的療效。
除臭：兒茶素可以除去甲硫醇的臭味，所以可以去除抽煙者的口臭，并且減輕豬、雞以及人排泄物的臭味(因為兒茶素可以抵抗人體腸道內產生惡臭的細菌)。
其它：還有一些研究顯示兒茶素還具有抑制血壓(可降低舒張壓與收縮壓)及血糖(抑制醣分解酵素)、降低血中膽固醇及低密度脂蛋白(LDL)，并增加高密度脂蛋白(HDL)的量(日本用來做低膽固醇蛋)、抗輻射以及紫外線(美國已做成預防紫外線的化妝品)、抗突變(在微生物已獲得證實，但還沒有人體試驗的報告)等功用。
它為還原性多元酚類物質，在水溶液中易被空氣氧化，常用作抗氧化劑。還可用于染料和鞣革工業。