Çayın besin değeri yaşı ve kuru haliyle farklılık gösterir. Kuru siyah çay, potasyum, kalsiyum, fosfor, demir, çinko ve folik asit gibi mineraller içerir ve antioksidan özelliklere sahiptir. Demir eksikliği olan bireyler için ölçülü tüketilmesi önerilir. Küçük büyük demeden herkesin severek tükettiği bir içecektir. Siyah çayın bileşenleri yetiştiği yer, mevsim ve toprak koşullarına göre değişiklik gösterebilir. Çayın kuru ağırlığının %36'sı polifenollerden oluşur ve içerisinde asitler, karbonhidratlar ve vitaminler bulunur. Bu nedenle tamamen doğal bir içecektir, çünkü hiçbir katkı maddesi içermez.

Çayın besin değeri demlenmiş ve kuru halde farklı kalori değerlerine sahiptir. Demlenmiş bir bardak şekersiz çayda yaklaşık 2 kalori bulunur. İçerisinde yağ, protein ve şeker bulunmaz. Karbonhidrat miktarı 0.71 gram olup, sodyum 7 miligram ve potasyum 88 miligramdır. Düşük kalorili olduğu için gönül rahatlığıyla tüketilebilir. Çayın tüm çeşitleri, ister beyaz, ister siyah, isterse yeşil olsun, yapılan araştırmalar sonucunda kanserli hücrelerle savaşma potansiyeline sahip olduğunu göstermiştir. Çin'de insanların uzun yaşamasının siyah çay tüketimiyle ilişkili olduğu belirtilmektedir. Sağlıklı bir cilde sahip olmak isteyenlerin tercih ettiği bir içecektir.

Çin İmparatorluğu'nun gözdesi haline gelmiş beyaz çay, besin değeri açısından bu ülkede çok sık tüketilmektedir. Beyaz çay, Çinlilerin tarih sayfalarında altın değerinde olarak geçer ve henüz ülkemizde çok fazla tüketilmemektedir. Bazı efsanelere göre, Çin İmparatorluğu'nun Hui Taung'a özel olarak yetiştirilmektedir ve her derde deva olduğu söylenir. Beyaz çay, diğer çaylar gibi fermantasyon işleminden geçmediği için besin değerini kaybetmez. Beyaz çay, tomurcuk halindeyken erken hasat edilir. Yüksek kan basıncını düşürmesiyle bilinir, kolesterolü düşürerek damar sertliğini ortadan kaldırır. Kemik yoğunluğunu artırmaya yardımcı olan bu çay, sindirimi kolaylaştırır. Beyaz çayın besin değeri diğer çaylara göre biraz daha düşüktür. Yağların parçalanmasına yardımcı olduğu için şişmanlık ve obezite gibi rahatsızlıklarda tedavi amaçlı kullanılır.

Çayın besin değerleri denince ilk akla gelen yeşil çaydır. Düşük kalori değeri ve yüksek besin değeri ile bilinir. Efsaneye göre, Çin İmparatorluğu'nun önünde duran kaynar suyun içerisine düşen yeşil çay yaprağı, kısa sürede bu ülkede popülerlik kazanarak sık kullanılan bir içecek haline gelmiştir. Birçok hastalığa iyi geldiği kanıtlanmış olan bu içecek, kalp sağlığını korumaya yardımcı olur. Aynı zamanda diş çürüklerini önler, metabolizmayı hızlandırır ve bağışıklık sistemini güçlendirir. Ülkemizde de sık kullanılan yeşil çay, böbrekler tarafından salgılanan hipertansiyona bağlı olarak kan basıncını normal seviyelerde tuttuğu için kalp krizi ve inme riskini en aza düşürmektedir.