茶褐素是茶色素的主体组分，其含量占茶色素总量85%以上，是一类酚性氧化聚合物的异质类群，从中已检出儿茶素二聚物，低聚合物和少量高聚合体。它不是茶红素形成的必需的中间体，茶红素是以儿茶素二聚物和儿茶素低聚合物为主体。茶色素的前导物中除儿茶素外还有原花色素，黄酮醇及其甙和酚酸等酚性物质，甚至还有氨基酸、蛋白质等非酚性物质。

通过二十余万临床病例证实，茶色素具有抗脂质过氧化、增强免疫力功能、降血脂、双向调节血压血脂、抗动脉粥样硬化、降低血粘度、改善微循环、抑制实验性肿瘤等药理作用。