红茶中的咖啡因刺激大脑皮层兴奋神经中枢，促进思维的提神和集中，从而使思维反应更加敏锐，增强记忆力；它还能兴奋血管系统和心脏，加强心跳，从而加速血液循环，有利于新陈代谢。
1.利尿作用
在红茶中咖啡因和芳香物质的共同作用下，肾脏血流量增加，肾小球滤过率增加，肾微血管扩张，肾小管对水的重吸收受到抑制，从而有助于尿量增加。这样有利于排除乳酸、尿酸(与痛风有关)、过量的盐(与高血压有关)、有害物质等。并缓解心脏病或肾炎引起的水肿。
2.抗炎和杀菌作用
红茶中的多酚类物质具有抗炎作用，通过实验发现儿茶素能与单细胞细菌结合，使蛋白质凝固沉淀，从而抑制和消灭致病菌。因此，细菌性腹泻和食物中毒患者喝红茶是有益的。人们也用浓茶来敷伤口、褥疮和脚气。
3.解毒效果
实验表明，红茶中的茶碱能吸附重金属和生物碱，并沉淀分解，对于饮用水和食品被工业污染的现代人来说是福音。
4.提神醒脑，缓解疲劳。
通过医学实验发现，红茶中的咖啡因通过刺激大脑皮层兴奋神经中枢，促进思维的提神和集中，从而使思维反应更加敏锐，增强记忆力。它还兴奋血管系统和心脏，加强心脏跳动，从而加快血液循环，以利于新陈代谢，同时促进出汗和利尿，从而通过双管齐下，加速乳酸(一种使肌肉感到疲劳的物质)和体内其他旧的和废物的排泄，从而达到消除疲劳的效果。
5.生津清热的功效
夏天喝红茶可以解渴，消暑，因为茶多酚、糖类、氨基酸、果胶等。茶叶中含有的唾液会发生化学反应，刺激唾液分泌，产生口腔湿润和清凉的感觉；同时，咖啡因控制下丘脑的温度中枢，调节体温。还刺激肾脏促进热量和污垢的排泄，维持体内生理平衡。
此外，红茶还具有防龋、健胃、润肠、助消化、延缓衰老、降血糖、降血压、降血脂、抗癌、抗辐射等功效。红茶也是一种极好的运动饮料。除了解暑、解渴、补水之外，如果在需要体力和耐力的运动(如马拉松跑步)前饮用，由于茶叶中的咖啡因有提神作用，在运动中保留肝醋的同时，还能促进身体燃烧脂肪供给热能，因此人的耐力更强。