黑茶的主要功能性成分是茶复合多糖类化合物，这类化合物被医学界认为可以调节体内糖代谢（防治糖尿病）、降低血脂血压、抗血凝、血栓、提高机体免疫能力。临床试验证明，黑茶的这些特殊功能显着，是其他茶类不可替代。
黑茶汤色的主要成分是茶黄素与茶红素，研究结果表明，茶黄素不仅是一种有效的自由基清除剂和抗氧化剂，而且具有抗癌、抗突变、抑菌抗病毒、改善和治疗心脑血管疾病、治疗糖尿病等多种生理功能。
茶叶中的矿质元素主要集中在成熟叶、茎、梗中，黑茶采制原料较老，矿质元素含量比其他茶类高。其中氟对防龋齿和防治老年骨质疏松有明显疗效；硒能刺激免疫蛋白及抗体的产生，增强人体对疾病的抵抗力，并对治疗冠心病，抑制癌细胞的发生与发展有显着效果，茶叶中硒含量可高达3．8~6．4mg/kg。
黑茶还是一种低咖啡因的健康饮料（原料成熟度高，烘焙等因素），与可乐以及其它茶类相比，黑茶不影响睡眠。
陈年黑茶在存放的过程中，微生物经历代繁衍与代谢，产生了一系列未知名的小分子活性物质，即次生代谢物，这些物质形成过程缓慢，而且化学性质不稳定，只有保持在原有的天然状况下才对人体产生特殊的功效，它与千年灵芝在功效上有异曲同工之妙。安化人民大多有这种经历，喝陈年黑茶治疗肠胃病效果可以说是“药到病除”。