乌龙茶中含有大量茶多酚、茶色素等抗氧化物质，其分子结构中具有活泼的羟基氢，能捕获过量的自由基，终止自由基的连锁反应。乌龙茶的茶多酚含量介于绿茶与红茶之间，因此乌龙茶的抗氧化、延缓衰老的能力也介于绿茶与红茶之间。
乌龙茶的减肥作用并不是通过饮用乌龙茶降低食欲来实现的，其减肥的功效来源于乌龙茶所含有效成分对脂肪代谢的干预，或控制脂肪的消化吸收，或促进脂肪的分解代谢，或是改变肠道菌群的结构来实现的。乌龙茶中的咖啡碱具有增强去甲肾上腺素诱导细胞中脂肪分解的作用，儿茶素及其氧化物、茶皂素等具有用抑制胰脂肪酶活力的功效。
茶多酚可以减少因其动脉粥样硬化的脂肪积累，乌龙茶中的茶多糖具有一定的调节血脂的作用。大量的临床试验研究表明饮用乌龙茶能够降低密度脂蛋白浓度。因此，乌龙茶具有一定的防治心脑血管疾病的保健作用。
民间传统经验认为陈年的乌龙茶具有治疗感冒、消化不良的功效，其中佛手还具有治疗痢疾、预防高血压的作用。现代医学证明乌龙茶具有降血脂、减肥、抗炎症、抗过敏、防蛀牙、防癌、延缓衰老的保健作用。
乌龙茶是半发酵茶，滋味丰富多样；陈香型铁观音有治感冒、消化不良的效果；乌龙茶总体来说，有降血脂、减肥、抗炎症、延缓衰老等功效。
乌龙茶具有一定的预防糖尿病的保健作用。但是，乌龙茶的抗糖尿病功效也存在学术上的争议，需要展开进一步的研究。
