تحقیقات متعدد در مورد خواص و مزایای چای سبز ثابت کرده است که این مادهٔ پرمصرف در جهان تاثیرات نشاط‌آور و ضد التهابی داشته و نیز نوشیدن منظم آن سبب بهبود خلق، تقویت حافظه و عملکرد مغز و طول عمر می‌شود.
یکی از تحقیقات جدید، بر سلامت جسمی و روانی باشندگان جزیرهٔ اوکیناوا در جاپان تمرکز کرده است، جاییکه به دلیل طول عمر باشندگان آن به نام "سرزمین فناناپذیران" نیز یاد شده است.
اغلب چنین فکر می‌شد که راز سلامتی و طول عمر باشندگان اوکیناوا در غذاهایی نهفته است که مردم آن مصرف می‌کنند، اما چای سبز مخلوط با گل یاسمین یکی از نوشیدنی‌های مشهور و محبوب این مردم است.
دانشمندان گفته اند که اجزای عمدۀ چای سبز به شمول کافیین، تیانین، ارجینین و اپلی گالوکاتوکین، نه تنها سبب بهبود کوتاه مدت و درازمدت سلامت روانی و بهبود خلق و مزاج شده بلکه تاثیرات ضد التهابی و ضد سرطانی نیز دارد.
بر اساس یک تحقیق دیگر، کتیکین، مادۀ انتی اوکسیدانت موجود در چای، مانع تخریب سلول‌های بدن شده و در نهایت با جلوگیری از پیری انساج، سبب طول عمر می‌شود.
مشتقات موجود در چای سبز همچنان سبب بهبود سوخت و ساز بدن شده و بر اساس تحقیقی که در سال ۲۰۲۲ نشر شد، چای سبز ممکن از چاق شدن نیز جلوگیری کند.
تحقیقی که در سال ۲۰۲۰ نشر شد، بر خواص ضد سرطانی مشتقات موجود در چای سبز، به ویژه در برابر سرطان تخمدان زنان و سرطان شش انسان تاکید دارد.
بر اساس پژوهشی که در سال ۲۰۱۸ نشر شد، کسانیکه کم از کم سه پیاله چای سبز در یک هفته صرف می‌کنند در مقایسه با کسانی که چای سبز نمی‌نوشند، ۲۱درصد کمتر به افسردگی مبتلا می‌شوند.
همچنین تحقیقات طبی نشان داده است که مقدار اندک کافیین موجود در چای سبز در مقایسه با قهوه، برای کسانیکه پس از نوشیدن قهوه مضطرب و مشوش می‌شوند، موثر است. افزون بر این، تیانین موجود در چای سبز نیز به رفع استرس و اضطراب کمک می‌کند.
یک تحقیق دیگر در سال ۲۰۱۷ حاکی از آن است که مشتقات موجود در چای سبز به ویژه تیانین و امینواسیدها، سبب کاهش اضطراب، بهبود عملکرد مغز، تقویت حافظه و بهبود توجه می‌شود.
همچنین، خواص ضد التهابی چای سبز، یکی دیگر از مزیت‌های آن است. تحقیقات ثابت کرده است که فلاوینویدهای موجود در چای سبز در رشد سلول‌های مغز کمک کرده و انساج دماغی را سالم نگه می‌دارد. فلاوینویدها، التهاب را در انساج مغز از بین برده و نیز تاثیرات منفی استرس را می‌زدایند.
با اینحال، پژوهشگران دست اندرکار در تحقیقات در مورد چای سبز، به کسانیکه روزمره چای سبز می‌نوشند، سفارش می‌کنند که متوجه مقدار کافیین موجود در چای باشند، زیرا مقادیر بلند کافیین سبب ایجاد اضطراب و دلواپسی و اختلال خواب در برخی افراد می‌شود.
با اینحال، مزایای فراوان صحی که به چای سبز نسبت داده می‌شود، یک فورمول کلی و مطلق نبوده و ممکن برخی افراد چنین تاثیرات را تجربه نکنند.