Ceaiul negru obține culoarea și aroma prin oxidare, același proces care înnegrește un măr tăiat.

Procesul de oxidare în producția de ceai este guvernat de enzima polifenol oxidază, care este eliberată atunci când pereții celulari ai plantei Camellia sinensis sunt rupți prin rulare. Această reacție biochimică transformă catechinele simple în compuși complecși numiți teaflavine și tearubigine. Acești polifenoli oxidați sunt responsabili pentru culoarea roșiatică-brună a infuziei și pentru gustul robust caracteristic ceaiului negru.Cercetările publicate în Journal of Food Science arată că oxidarea completă poate dura între 30 de minute și 2 ore, în funcție de temperatură și umiditate. În timpul acestui proces, nivelul de clorofilă scade drastic, în timp ce profilul aromatic se schimbă de la note ierboase la note fructate sau de ciocolată. Controlul precis al acestui proces este esențial pentru calitatea produsului final.Spre deosebire de ceaiul negru, ceaiul verde este supus unui proces numit 'kill-green' sau 'shaqing', unde frunzele sunt expuse la abur sau căldură uscată la peste 65 de grade Celsius. Această temperatură ridicată denaturează enzimele și oprește oxidarea aproape instantaneu. Această diferență tehnologică explică de ce ceaiul negru are o durată de valabilitate mai mare și un conținut diferit de antioxidanți față de variantele neoxidate.