茶叶中含有羧基的一类有机化合物，大量存在于茶叶细胞的液泡中，部分存在于原生质中，参与茶树的物质代谢。按分子结构特点，分脂肪族、芳香族、脂环族。

分子中含有饱和或不饱和脂肪羧基。根据化合物的羧基数，可分为一元酸、二元酸和多元酸。茶叶中经鉴定的一元脂肪酸有二十多种，部分在茶鲜叶中检出，多数在红绿茶中检出，有的是茶叶芳香物质组分。常温下低碳羧酸是无色液体，有刺激气味，易溶于水，中碳羧酸是油状液体，有异味，微溶于水；高碳羧酸是固体，不溶于水。有机酸能与碱作用而成盐，与醇类化合物缩合而成酯，低级的饱和一元酸脂具有水果气味。一元高级脂肪酸主要有软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸和亚麻酸，均含偶数碳原子。茶树各器官中均有分布，是油脂、类脂、蜡的重要组成成分。茶籽中富含高级脂肪酸。红茶中每克干物质含亚油酸2.00～4.50毫克，亚麻酸1.00～3.50毫克。制茶中与茶叶香气形成有关。如亚麻酸可被氧化成顺-3-己烯醛、反-2-己烯醛，茶叶中已检出的二元羧酸（如苹果酸）和三元羧酸（如柠檬酸）均近十种，它们都是三羧酸循环的中间代谢产物，在茶树各部位都存在，幼嫩芽叶中含量最丰富。

分子中含有苯基，已知有十多种，分三类：一是芳香酸，如苯甲酸、苯乙酸、肉桂酸；二是酚酸，如水杨酸，没食子酸，对香豆酸、咖啡酸。三是缩酚酸，如鞣花酸、对香豆鸡纳酸、绿原酸、异绿原酸、间双没食子酸、茶没食子素、红紫精羧酸。苯甲酸和苯乙酸都可与醇生成相应的酯，是茶叶香气组分，肉桂酸有顺、反异构体，是儿茶素生物合成先质。在茶叶中以游离态存在，或与简单儿茶素结合成酯型儿茶素，或与鸡纳酸结合成茶没食子素。对香豆酸和咖啡酸以游离态或鸡纳酸结合而存在，参与茶树木质素等次生产物代谢，鞣花酸为没食子酸的二聚物。对香豆鸡纳酸又名对香豆奎尼酸，是对香豆酸和鸡纳酸的缩合物，绿原酸在茶树新梢中含量为5.82～6.74毫克/克干物，间双没食子酸又称二棓酸，发酵过程较难氧化。茶没食子素又名茶桔灵、茶棓因，最初定名为棓酰基鸡纳酸，结构为3-棓酰基鸡纳酸，茶树新梢中含量较高，水解产物为没食子酸和鸡纳酸。红紫棓精羧酸又称紫没食子羧酸，发现于红茶中。

主要有鸡纳酸、莽草酸和预苯酸。莽草酸是合成芳香物质（如苯乙醇）的先质。香纳酸又称奎宁酸或奎尼酸，茶籽萌发后60天的幼苗茎中已存在。新梢一芽三叶中含量为7.82～11.05毫克/克干物，昼夜含量变化与儿茶素相反，变幅达150%。莽草酸在茶叶中含量约为0.35毫克/克干物。