茶树新陈代谢的重要环节，是各种生理活动的能量和物质基础。呼吸作用包括有氧呼吸和无氧呼吸。前者是指活细胞吸收氧，将呼吸基质氧化分解，生成二氧化碳和水，并释放能量的过程；后者是指活细胞在无氧下，将呼吸基质分解成不彻底的氧化产物，并释放能量的过程。有氧呼吸是茶树进行呼吸的主要方式，呼吸作用受内外因素的影响，与茶叶产量、品质形成、栽培管理有密切关系。

有氧呼吸是泛指的呼吸作用。呼吸作用释放能量，供茶树生命活动的需要；呼吸作用产生许多中间产物，是合成茶树中各种重要物质的原料，如与茶叶品质有关的茶多酚、茶氨酸和咖啡碱的形成等，通过呼吸作用把体内糖、脂肪、蛋白质和核酸等代谢联系起来。因此，呼吸作用是茶树代谢的中心。

茶树各器官呼吸作用有很大差异。呼吸速率是茶树呼吸作用最常用的指标。以单位鲜重、干重在一定时间内放出CO₂量或吸收氧量表示。在营养器官中，以叶的呼吸速率最快，根次之，茎最低。幼龄茶树根的呼吸量约占全株总量的1/3。成龄茶树比幼龄茶树有更多的根量，呼吸量更大。在新梢中，以幼嫩芽叶呼吸为最强，幼茎比老茎强。在老茎中，以形成层呼吸为最强，韧皮部次之，木质部最低。在根中，以吸收根、根尖呼吸为最强。茶树开花期，花的呼吸比营养器官强，在花中，雌蕊比雄蕊强，而雄蕊中以花粉的呼吸为最强。茶树幼果呼吸旺盛，成熟时呼吸很弱，茶籽萌发时呼吸增强。总之，生长旺盛，幼嫩的器官、组织，呼吸速率就快。

茶树呼吸作用还受外界条件的影响：①温度：温度直接影响酶促反应，温度升高，呼吸增强。茶树呼吸最适温约在30～35℃之间，高于光合最适温。因此，在高温、弱光下，茶树生长不良。呼吸最适温一般是冬春季低，夏秋季高。茶树呼吸最高温约40～50℃，在短时间内其呼吸速率比最适温时的高，超过一定时间，呼吸急剧降低。茶树呼吸最低温，因茶树品种、生理状态而异。大叶种在冬季－5℃左右，呼吸停止；小叶种可低于－10℃以下。春季休眠芽萌发后，0℃左右的低温，呼吸便完全停止。②气体成分：茶树根系和多种微生物从土壤中吸收氧，排出CO₂，易引起土壤缺氧。土壤氧浓度在20%以下时，茶根呼吸速率降低约20%；氧浓度降至15%以下，根系生育明显受阻。CO₂浓度增至1～10%时，呼吸被抑制。在夏秋高温季节，土壤深层CO₂浓度高达4～10%，甚至更高。氧气不足，根系进行无氧呼吸，引起酒精中毒，消耗的有机物质多，产生能量少；缺乏有氧呼吸过程的中间产物，物质代谢不能正常进行；嫌氧细菌活动加强，土壤有机物分解不良，产生还原性有毒物质（如硫化氢等），毒害茶树根系，产生黑根，茶树枯死。茶园适时中耕、深翻，有助于促进土壤空气和大气的气体交换。③水分和肥料：土壤水分过多，氧气缺乏；茶树缺水萎蔫时，光合减弱，呼吸增强。灌溉使呼吸作用正常进行，光合作用显著提高，促进茶树生长。施肥对茶树呼吸作用有良好影响，以氮肥的影响为最大。④采摘、修剪：刺激受伤组织呼吸作用增强。修剪短期内可导致细根呼吸速率降低，其呼吸速率的降低幅度与修剪的程度有关。

茶叶产量的形成与呼吸作用有关，光合作用制造的有机物质减去呼吸作用（光呼吸和暗呼吸）消耗的差值，才是有机物质的累积，以构成产量。据户苅义次（1979年）研究，茶树光合作用和呼吸作用的CO₂收支基本上维持在1/3左右。海达菲尔德（1975年）分析茶树全年呼吸消耗占光合产物总量的60.5%。呼吸作用和各种生理代谢密切联系，因此，呼吸消耗是必要的。但是，呼吸消耗过多，对光合产物累积又是不利的。要设法降低呼吸速率。在茶树栽培管理中始终要求土壤三相比均匀分布，使根系进行正常的呼吸作用。茶籽和鲜叶贮藏要求低温，降低呼吸作用；茶籽萌发，则要求较高温度、促进呼吸作用。夏季炎热、干旱时、呼吸作用强，光合产物累积少，茶树生长缓慢，茶园灌溉可降低叶温、土温，光呼吸速率降低，暗呼吸速率虽有提高，但净光合速率高，光合产物累积多，促进茶树生长。减少茶树开花，消除花果呼吸消耗，能增加光合产物累积，提高茶叶产量。