一、葉綠素的變化
葉綠素是不穩定的化合物，在黃茶制造中受熱化作用引起的氧化、裂解、置換等反應影響而遭到破壞，致使綠色物質減少，黃色物質更加顯露出來，這是黃茶呈現黃色的主要原因。據測定，黃大茶在制造過程中，葉綠素總量中有60%受到破壞。殺青過程破壞最多，其次是堆悶、初烘過程，而拉毛火和拉足火過程破壞甚少。
二、多酚類化合物
多酚類化合物也是影響黃茶品質的一類主要物質，在炒制中發生了顯著的變化而減少。其中，黃烷醇類的總量要減少3/5以上，這主要是因為含量最多的（一）-EGCG減少了近70%。尤其是堆悶工序中黃烷醇減少最多，幾乎占減少總量的一半。各種兒茶素中，（一）- EGC減少最多，其次是（一）一EGCG這種減少主要是在熱化作用下較長時間的非酶促氧化所引起的。
黃烷醇類在炒制中氧化而大量減少，但水溶性多酚類化合物總量減少并不多．據測定，黃大茶中水溶性多酚類化合物含量，干毛茶與鮮葉相比，下降很少，這說明多酚類化合物在熱作用下的非酶促氧化與酶促氧化性質不同。由于黃茶經過殺青，蛋白質凝固變性，與多酚類化合物氧化產物的結合能力減弱，不像紅茶發酵那樣，多酚類化合物的酶促氧化產物與氨基酸大量結合而沉淀。特別是在干熱作用下，掌握適當溫度，不僅能使香氣發展到高峰，而且可使結合性的多酚類物質裂解，轉化為可溶性多酚類化合物，同時發生異構化，使黃茶茶湯滋味濃醇。
黃茶中水溶性多酚類化合物含量與紅茶、綠茶相比，低于綠茶而高于紅茶。據測定，一級毛茶中，屯炒青、黃大茶、祁紅的可氧化總量(TOM)是依次下降的。溫州黃湯的嫩度比屯炒青、祁紅差，可氧化總量比屯炒青少是不難理解的，但比祁紅多，這就說明黃茶的氧化程度不及紅茶，而比綠茶要深。
溫州黃湯中水溶性多酚類化合物雖然在制茶中保留較多，但滋味仍較醇和，這是因為一方面多酚類化合物氧化減少，另一方面由于熱化作用，黃烷醇類發生異構化和熱裂解，簡單黃烷醇類增加所致。
三、其他物質變化
在溫州黃湯炒制過程中，糖類和氨基酸含量都有顯著變化。這些物質的轉化，對黃茶香氣、滋味起重要作用。淀粉隨著炒制過程減少，其中一部分可能轉化為可溶性糖。而可溶性糖總量也呈現出減少趨勢，但氨基酸的含量明顯增加。氨基酸既是茶湯滋味的重要組成部分，又是香氣的一種先質。在熱的作用下，糖與氨基酸結合形成糖胺化合物，參與茶葉芳香物質的組成。黃茶通過熱化，揮發性醛類含量增加，構成黃茶香氣的重要組分。在熱作用下，低沸點的芳香物質揮發，使具有良好香氣的芳香物質顯露出來，也都是溫州黃湯香氣形成的原因。