يحتوي الشاي الأخضر على مواد فعالة تسمى البوليفينول وقد بينت الدراسات أنّ هذه المواد لها القدرة على زيادة فعالية عملية الأيض في الجسم، مما يساعد على فقدان الوزن، يمكن شرب حوالي 2-3 أكواب من الشاي الأخضر يومياً، للحصول على حوالي 240 إلى 320 ملليغراماً من مادة البوليفينولوقد بينت الدراسات أنّه يمكن للشاي الأخضر أن يساعد على حرق ما يصل إلى 70 سعرة حرارية في يوم واحد فقط، وهذا يؤدي إلى فقدان 3 كيلوغرامات خلال عام واحد.
تبين أنّ مواد البوليفينول الموجودة في الشاي الأخضر يمكنها أن تقلل من نمو الورم، ووفقاً لما ورد في دراسات مخبرية وحيوانية أجريت في المعهد الوطني للسرطان (بالإنجليزية: The National Cancer Institute)، ويعتقد الباحثون أنّ هذه المواد يمكنها أن تساعد على قتل الخلايا السرطانية ومنعها من النمو، كما أنّها قد تحمي من الأضرار التي تسببها الأشعة فوق البنفسجية (بالإنجليزية: Ultraviolet UVB radiation)، وقد بينت الدراسات أن الشاي الأخضر يحتوي على الكثير من مواد مضادات الأكسدة القوية التي تساعد على إبطال مفعول الجذور الحرة (بالإنجليزية:Free radical) في الجسم، وتعبر الجذور الحرة من أهم أسباب تشكل الخلايا السرطانية في الجسم
بينت دراسات نشرت عام 2011م أنّ تناول الشاي الأخضر سواء كمشروب أو مكمل غذائي على شكل كبسولات، له أثر كبير بخفض نسبة الكولسترول الكلي (بالإنجليزية: Total cholesterol)، والكولسترول الضار (بالإنجليزية:LDL)، كما أظهرت خصائص الشاي الأخضر قدرته على خفض مستويات الدهون الثلاثية، وقد أفاد الباحثون في مركز جامعة ميريلاند الطبي أنّ شرب ثلاثة أكواب من الشاي الأخضر يومياً يقلل من خطر الإصابة بنوبة قلبية بنسبة 11%.
أظهرت دراسة أجريت عام 2007م أنّ الشاي الأخضر يمكن أن يستخدم كعلاج جديد للاضطرابات الجلدية مثل الصدفية (بالإنجليزية: Psoriasis) والقشرة كما وجدت دراسة أجريت في جامعة ميشيغان أنّ الشاي الأخضر يحتوي على مواد فعالة قد تقلل من الأعراض المصاحبة لالتهاب المفاصل الروماتويدي (بالإنجليزية: Rheumatoid arthritis)، إذ يمكنها أن تثبط انتاج مادة البروستاجلاندين (بالإنجليزية: Prostaglandin) التي تسبب التهاب المفاصل في الجسم
في دراسة نشرت عام 2011م، اختبر الباحثون أحد مكونات الشاي الأخضر لمعرفة مدى تأثيره على مرض ألزهايمر (بالإنجليزية: Alzheimer's disease)، وقد أشارت هذه الدراسات أن الشاي الأخضر قد يساعد على الحد من خطر الإصابة بمرض ألزهايمر، لكن هناك حاجة إلى مزيد من الأبحاث في هذا المجال