溫州黃湯茶葉在存放中陳化變質的原因很多，歸納起來，有內因、外因兩個方面。內因是變化的根據，外因是變化的條件。溫州黃湯茶葉具有“后熟”的特點，即貯藏過程中茶葉的許多化學成分發生氧化作用，導致茶葉陳化和劣變。影響品質的化學成分主要是葉綠素、茶多酚、維生素、胡蘿卜素、氨基酸以及多種香氣成分等。
1、葉綠素的變化
葉綠素是形成綠茶色澤的重要成分。葉綠素在嫩芽葉中含量較高。它由呈藍綠色的葉綠素a和呈黃綠色的葉綠素b兩大部分組成。在茶葉中兩者比例和保留量決定了成品茶的色澤。然而，它又是一種很不穩定的物質，在光和熱的條件下(尤其是紫外線的照射下)，易分解，因失綠而變褐，形成脫鎂葉綠素。一般情況下，脫鎂葉綠素含量占70%時，茶葉色澤出現顯著褐變。
2、茶多酚的氧化和聚變
茶多酚與茶葉滋味、湯色的關系最為密切，它的含量多少決定著茶湯的滋味濃度。茶多酚本身無色，但在加工過程中被氧化、聚合形成茶黃素與茶紅素，進而成為褐色素(高聚合物)，導致色澤變褐。同時這些物質還能與氨基酸類物質進一步反應，促使滋味劣變。
3、維生素C
減少維生素C是茶葉具有營養價值的重要成分，其含量多少與茶葉品質關系密切。維生素C也是一種易被氧化的物質。維生素C被氧化后生成脫氧維生素C，它與氨基酸相互作用，生成氨基羰基，既降低了茶葉營養價值，又使顏色變褐，同時滋味也失去了鮮爽味。
4、類脂物質的水解與胡蘿卜素的氧化
茶葉中約含有8%的脂肪類物質，在貯藏過程中同樣會被氧化、水解而成游離脂肪酸、醛類或酮類，進而出現酸臭味。已有研究證明，隨著茶葉中的游離脂肪酸含量增加，不僅茶葉香味顯陳，而且湯色也會加深，導致商品價值降低。