水分以水蒸汽形式从茶树体内通过表皮、气孔散失到大气的过程。蒸腾根据部位的不同，可分为茎枝上的皮孔蒸腾、叶片的角质蒸腾和气孔蒸腾。皮孔蒸腾只占总蒸腾量的0.1%左右，茶树幼叶角质蒸腾较老叶角质蒸腾高，其蒸腾量可达总蒸腾量的30～50%。气孔蒸腾是茶树蒸腾作用的主要方式，涉及气孔及其对蒸腾作用的调节作用、内外因素对蒸腾作用的影响、调节蒸腾作用，维持茶树水分平衡等方面的内容。

茶树叶片气孔的大小、数目，视品种、叶位、叶龄和环境条件的不同有很大差异。据测，大叶种气孔密度约100个/毫米²左右，以至150～180个/毫米²；中小叶种约200～260个/毫米²。福鼎大白茶在安徽种植，气孔密度约150～200个/毫米²。气孔长15～18微米，宽5～9微米；中度遮荫下，气孔密度约80～100个/毫米²，气孔孔隙增大。黄山群体种气孔密度约260个/毫米²，气孔开度最大时面积约100微米²；中度遮荫下，气孔密度约为200个/毫米²，气孔开度最大时面积约150微米²。幼叶气孔密度几乎是成叶的两倍。

茶树叶片的气孔只分布在下表皮。气孔是由两个肾形的保卫细胞构成的（图1）。内含叶绿体，能进行光合作用，保卫细胞内还含有磷酸化酶。保卫细胞内壁厚、外壁薄，表皮细胞则不具备这些特征。气孔开闭是由于保卫细胞压力势的变化引起的。在光照下，保卫细胞叶绿体进行光合作用，糖类和无机离子增加，水势降低，保卫细胞吸水，压力势增高，气孔张开；在暗中，气孔关闭或开张度缩小。低浓度CO₂使气孔张开；高浓度CO₂使气孔关闭。茶树强烈蒸腾时，保卫细胞失水多，气孔开度缩小。温度也影响气孔开度，在25～30℃时，气孔开度最大。在通常情况下，环境因子的综合作用决定气孔开度。依气孔开度的变化，以调节蒸腾作用。

图1 茶树气孔构造

茶树根系吸收的水分，运到茎叶和其它器官中，少部分用于代谢活动，大部分通过蒸腾作用，以水汽状态排出体外（图2）。茶树年龄、叶龄和形态构造不同，蒸腾速率相差很大。茶树蒸腾速率的变化幅度约为20～300克/米² ·小时。蒸腾速率与气孔内腔和大气的水蒸汽压之差成正比，而与扩散阻力（气孔阻力和界面层阻力之和）成反比。在水分亏缺时，茶树幼叶扩散阻力高于老叶。叶片内部面积大小也影响蒸腾速率，叶片内部面积比外部表面积越大，蒸腾速率也越快。光照是影响茶树蒸腾作用的主要外界条件，它引起气温、叶温升高。在夏季和冬季的白天，茶树叶温比气温高1.2～11.5℃。气温升高，水分蒸发快；叶温高于气温，叶内外蒸汽压差值增大，蒸腾速率加快。光照促进气孔张开，减少气孔阻力，增强蒸腾作用。大气相对湿度是影响蒸腾作用的直接因子，大气相对湿度越低，叶内外蒸汽压差值越大，蒸腾也越快。土壤含水量高，蒸腾量也高。茶树蒸腾作用日变化和季节变化是由外界条件决定的。天气晴朗，温度适宜，水分充足时，中午前后蒸腾速率达到高峰，蒸腾速率的日变化呈单峰曲线；有云天气，蒸腾速率日变化不规则，其中以光强度为主要因素；强光、高温天气，蒸腾速率日变化可呈双峰曲线，即中午前后蒸腾速率下降。茶树蒸腾作用夏季最高，冬季最低。

图2 茶树体内水分运输、散失的途径

强烈的蒸腾作用常引起茶树水分亏缺、茶树发生萎蔫，若降低蒸腾使萎蔫的茶树消除水分亏缺，称为暂时萎蔫；若土壤中没有可被茶树吸收的水分，虽降低蒸腾，仍不能消除水分亏缺，称为永久萎蔫。茶树发生永久萎蔫时，土壤中尚存留的水分含量称为永久萎蔫系数（见茶树根系吸收）。茶树永久萎蔫就会死亡。正常的蒸腾作用是降低茶树体温，促进养分在体内运输、加速CO₂和O₂通过气孔的交换过程。蒸腾作用水分的散失是光合作用不可避免的损失。所以调节茶树的蒸腾作用，维持体内水分平衡是重要的。在生产中有两种途径：一是供给土壤充足的水分；二是减低茶树的水分消耗。如茶园铺草、合理灌溉、茶树带土移栽、修剪枝叶、茶树遮荫等。