茶葉發酵的定義泛指兒茶素氧化，帶動不飽和脂肪酸、胺基酸的氧化裂解，讓茶葉形成香氣及甜度。茶葉發酵過程採摘後就開始進行，但由於剛採摘下的茶葉水份過多，因此製茶業者會先進行日光萎凋，再透過室內萎凋及攪拌，讓不同的茶種，達成最適當的茶葉發酵製程。
茶葉發酵的程度決定茶葉的類型。一般依發酵程度分為綠茶、烏龍茶、紅茶。綠茶即為不發酵茶、烏龍茶為半發酵茶、紅茶為全發酵茶。發酵程度愈重，則茶湯的顏色愈紅。發酵愈少，與茶葉原味愈近，反之則離原味愈遠。
化學變化(行政院茶業改良場推廣中心／阮逸明)
- 蛋白質分解生成胺基酸，可做為其他化學反應的基質，與茶葉香氣、滋味、水色形成有關。
- 醣類被消化做為能源，推動其他生化反應，產生與色、香、味有關的成分。
- 有機酸含量增加，影響茶湯水色、滋味及口感。
- 多元酚氧化酵素活性增高，促進茶葉發酵作用的進行。
- 葉綠素被分解破壞，影響成茶色澤。
- 產生揮發性成分，為茶葉香氣的主要來源之一。
- 兒茶素類氧化縮合生成茶黃質、茶紅質，與茶湯水色及滋味的形成有關。
製作烏龍茶的發酵過程
- 採摘後進行日光萎凋，減少茶葉中的水份，讓細胞膜的半透性消失，使被細胞膜分隔的成分滲入細胞質內，相互接觸並藉著酵素催化，讓茶葉開始化學變化。
- 日光萎凋後要進行室內萎凋，靜置讓發酵過程持續，透過攪拌調和最佳發酵程度，讓不同茶品達到最適合的香氣及味道。發酵重的茶攪拌久一些。