茶叶色素是存在于茶树鲜叶和成品茶叶中的一类有色物质，是构成茶叶干茶色泽、茶汤颜色及叶底色泽的组成成分，含量的多少及变化对茶叶品质有着重要的作用。
茶叶色素一般分为脂溶性色素和水溶性色素。其中脂溶性色素主要对茶叶干茶和叶底色泽有影响，水溶性色素主要对茶汤起作用。
茶汤脂溶性色素不溶于水可溶于脂肪溶剂，主要包括叶绿素和类胡萝卜素。
一、叶绿素
叶绿素又分为叶绿素a、叶绿素b，前者的含量一般为后者的2~3倍（纯的叶绿素a是黄黑色粉末，叶绿素b是深绿色粉末）。叶绿素的总量因品种、季节、成熟的不同差异较大。叶色深绿的小叶种比叶色黄绿的大叶种含量高。
叶绿素在茶叶鲜叶中一般是与蛋白质类脂物质相结合成叶绿体，在制茶过程中叶绿素会从蛋白体中释放出来。游离的叶绿素很不稳定，对光、热都很敏感。在受酶、受热或酸的作用下叶绿素中的镁原子会被氢原子取代，形成一种褐色的脱镁叶绿素（又名叶褐素，绿茶制作工艺不当，颜色暗绿的原因，很大程度就是叶褐素积累过量。）
茶叶叶底和树叶一般而言，叶绿素含量高的品种相对适制绿茶，其中叶绿素b的比例大更好。
绿茶二、类胡萝卜素
类胡萝卜素是一类具有黄色到橙红色的多种有色化合物，已知结构式有种以上，茶叶中已发现的有17种，一般可分为胡萝卜素和叶黄素两大类。
胡萝卜素的颜色多为橙红色，成熟叶比嫩叶含量多。在茶叶制作过程中，尤其是红茶，胡萝卜素会大量氧化降解，形成紫罗酮系列化合物，对红茶香气和颜色有着重要作用。
叶黄素广泛分布在植物界是一种黄色色素(叶黄素经常被叶绿素掩盖，如果叶绿素在制茶过程中被破坏，黄色就显露出来）。成熟叶比嫩叶含量高。同样，在红茶制作过程中由于一定氧化降解，其产物对红茶香气的形成有积极的影响。