茶叶中含有人体所需的大量元素和微量元素。大量元素主要是磷、钙、钾、钠、镁、硫等；微量元素主要是铁、锰、锌、硒、铜、氟和碘等。如茶叶中含锌量较高，尤其是绿茶，每克绿条平均含锌量达73微克，高的可达252微克；每克红茶中平均含锌量也有32微克。茶叶中铁的平均含量，每克干条中为123微克；每克红茶中含量为196微克。茶树作为一种多年生木本常绿植物，在人工栽培下，一年中又多次采收嫩梢、嫩叶，养分消耗大。光靠其本身自然循环的营养物质，势必不能维持茶树的正常生长，无法达到人们栽培茶树的目的。为了保证茶树新梢不断的旺盛生长，就应源源不断地供应养分。施肥就成为增加产量、提高品质的重要措施。茶树对营养物质的要求具有连续性、阶段性、集中性和广泛的适应性。所谓连续性即在茶树的年发育周期中无论是生长期或相对休止期，要求供给的营养物质不可间断。阶段性即茶树在幼年期只有营养器官的生长，地上部的生长超过地下部，物质的合成多于分解，此时应适当增施磷、钾肥；青、壮年期的茶树，其营养生长和生殖生长均逐步达到旺盛期，为了抑制生殖生长，应增施氮素肥料。集中性即茶树在旺盛生长期及芽叶被采摘后，需要较大量地集中供给营养元素，以满足茶树的生长需要。茶园施肥除了满足茶树生长所需的养分外，还要遵循无公害茶树营养管理的基本原则，更应讲究施肥的经济效益，最终达到节约用肥、提高肥效、减少流失、减少环境污染、改良土壤、产品优质的无公害目的。
在年生长周期中，由于茶树地上部和地下部具有交替生长的特点，阶段性吸肥特性明显。春天营养生长快，常常是吸收氮素的高峰，6月份后随着生的发展，吸收磷的强度随之增加，8～9月份达吸收高峰。说明茶树不同时期需要不同的营养元素。每到10月份以后，茶树地上部生长逐步减弱，进入越冬期。越冬期间茶芽虽停止生长，但地下部根系仍在不断活动，在吸收养分、贮藏养分，为翌年的春茶做准备。
茶树是一种叶用植物，采摘带走了大量的氮素。所以，在茶树生育过程中，对氮素的吸收量也最大，氮肥对增加茶叶产量的效果也最为明显。可以这么说，氮肥是茶树生长的“主粮”，尤其采摘茶园，重施氮肥显得格外重要。但是茶树对各种养分的吸收是平衡的、按比例的，在吸收氮肥的同时，必须按比例吸收一定数量的磷、钾、镁、钙及其他微量元素，才能形成有机体。应该看到，长期大量地单一施氮肥，易造成茶园土壤理化性质变坏，土壤中各种营养元素间的平衡关系失调，土壤团粒结构遭破坏，肥力下降，氮的淋失率更高，污染更为严重，氮肥的增产效应也受到抑制。所以，在进行无公害茶园施肥时，应以氮肥为主，配施磷、钾肥，有条件的还应及时补充土壤中缺乏的其他微量元素，只有这样，才能提高土壤肥力，保证茶树的旺盛生长。