從普洱茶陳化后的物質結構來看至少有三個方面的變化：一是普洱茶在長期儲存中茶多酚大量減少，從而使茶湯變得苦澀味降低，改變了原來的物質配比；二是由于普洱茶中的一些主要物質發生了氧化聚合反應后又生成了一些新的物質，如茶褐素、茶多糖重組等，使得茶湯變得紅濃透亮、醇厚滑爽、回味綿長；三是芳香類物質的轉化而變得陳香濃郁。
在云南大葉種曬青毛茶中共分析出500多種物質，其中茶多酚所占比例為40%左右，是普洱茶較為經久耐泡的原因。茶多酚是茶湯的主要滋味來源，香氣則由醇類、酮類、酯類等物質構成，而茶湯的顏色是由茶色素形成的，茶色素由茶黃素、茶紅素和茶褐素所組成，在普洱茶中通常三種物質是混合在一起的。普洱茶中的茶多酚在酶促作用下會發生氧化聚合反應，過程是：茶多酚→茶黃素→茶紅素→茶褐素，普洱茶在被氧化的過程中茶多酚會大量消失，而茶褐素大量增加，茶褐素原本是一種水溶性色素，屬多酚類物質，主要由茶黃素和茶紅素氧化聚合而成，在普洱茶中占6%左右，應用超濾技術能提取到4.6%。
普洱茶的酶促氧化可分為長期儲存自然氧化和人工灑水渥堆快速氧化兩種，其結果都是一樣的；茶褐素是普洱茶中茶多酚在酶促氧化聚合后的終結者，它并不是單物質，而是結構十分復雜的聚合物，也十分穩定，可長期保存；同時，茶多酚是茶褐素的母體，氧化聚合后仍保留了一些原有的性質，但功能性大大提高；經基因和細胞水平測試證明，茶褐素具有綜合調理人體代謝平衡的功能，抑降血糖、血脂、血壓、尿酸等代謝異常及預防心腦血管疾病方面效果顯著。所以，普洱茶的保健作用普遍得到全世界認可，其主要健康因子之一就是茶褐素。
茶褐素對各種綜合代謝免疫疾病，如“三高”等慢性疾病有一定的輔助功效。研究人員將茶褐素與蛋白質酪氨酸磷酸酶進行點對點的靶標實驗中，對其活性抑制率可達95%以上，而且從長期的觀察上看并未發現毒副反應，可長期服用；同時，在糖尿病中通常出現的并發癥，如微循壞死、血脂、血壓升高、臟器衰竭等則可達到多靶同治的理想效果，并在臨床實驗中得到證實。