Tee enthält bis zu 3 % Koffein, welches zur Stoffklasse der Alkaloide gehört. Im 19. Jahrhundert wurde dieser Wirkstoff im Tee noch als Thein/Teein bezeichnet. Auch das Getränk schrieb sich anfangs Thee.

Bei der traditionellen Produktion von Schwarztee durchlaufen die Teeblätter fünf Stufen: das Welken (Withering), damit die Blätter weich und zart werden, das Rollen (Rolling), das Aussieben, die Oxidation und zum Schluss die Trocknung (Firing).

Um die Blätter nach dem Pflücken zu erweichen, wurden sie früher zwei Stunden in die Sonne gelegt. Später verwendete man Welkhürden in speziellen Hallen, in denen eine Temperatur von 20 bis 22°C herrschte. Der Welkprozess dauerte dann bis zu 24 Stunden. Heute werden meistens so genannte Welktunnel eingesetzt, die die Teeblätter auf Fließbändern durchlaufen. Die Stärke der Welkung wirkt sich (in reversem Verhältnis) auf den Grad der später erzielbaren Oxidation aus. Das Rollen erfolgt heute maschinell und dauert etwa eine halbe Stunde. Dabei werden die Zellen der Blätter aufgebrochen, so dass ätherische Öle freigesetzt werden. Anschließend werden die Teeblätter nach Qualität sortiert. Bei der Oxidation wird ihnen durch künstlich erzeugte hohe Luftfeuchtigkeit von über 90 Prozent bei genau 22°C wieder Feuchtigkeit zugeführt, um die chemischen Prozesse in Gang zu setzen. Bei der Oxidation entsteht Wärme, die Temperatur der Blätter wird alle 15 Minuten gemessen und nach Erreichen der Höchsttemperatur von 29°C durch Trocknung sofort abgebrochen. Wird dieser Zeitpunkt verpasst, haben die Teeblätter kein Aroma mehr und gelten als „verbrannt“. Die Oxidation wird bei der traditionellen Teeproduktion als Fermentation bezeichnet, obwohl sie keine relevante mikrobakterielle Komponente enthält. In der modernen Teetechnologie wird sie nicht mehr als Fermentation bezeichnet.

Getrocknet wird in Maschinen mit Hilfe von Heißluft. Bei Ceylon reichen 20 Minuten bei 90°C, Assam braucht wesentlich länger. Anschließend wird der Tee sofort wieder abgekühlt.

Bei Grüntee findet im Unterschied zu Schwarztee keine Oxidation statt. In der VR China, in Taiwan, in Indien, in Sri Lanka und jüngst auch in Afrika wird auch halb oxidierter Tee (Oolong) hergestellt.

Einzelne Teeplantagen, in denen besondere Teespezialitäten hergestellt werden, produzieren noch nach alten Methoden, bei denen das Welken an der Sonne geschieht. Gerollt wird von Hand, die Oxidation findet in geflochtenen Körben statt.