经医学研究发现，红茶中的咖啡硷藉由刺激大脑皮质来兴奋神经中枢‘促成提神、思考力集中，进而使思维反应更形敏锐，记忆力增强；它也对血管系统和心脏具兴奋作用，强化心搏，从而加快血液循环以利新陈代谢，同时又促进发汗和利尿，由此双管齐下加速排泄乳酸（使肌肉感觉疲劳的物质）及其他体内老废物质，达到消除疲劳的效果。
 
利尿
  在红茶中的咖啡硷和芳香物质联合作用下，有助于增加肾脏的血流量，提高肾小球过滤率，扩张肾微血管，并抑制肾小管对水的再吸收，于是促成尿量增加。如此有利于排除体内的乳酸、尿酸、过多的盐分、有害物等，以及缓和心脏病或肾炎造成的水肿。
 生津清热 
  夏天饮红茶能止渴消暑，因为茶中的多酚类、醣类、氨基酸、果胶等与口涎产生化学反应，且剌激唾液分泌，导致口腔觉得滋润，并且产生清凉感；同时咖啡硷控制下视丘的体温中枢，调节体温，它也刺激肾脏以促进热量和污物的排泄，维持体内的生理平衡。 
消炎杀菌
 红茶中的多酚类化合物具有消炎的效果，再经由实验发现，儿茶素类能与单细胞的细菌结合，使蛋白质凝固沉淀，藉此抑制和消灭病原菌。所以细菌性喇疾及食物中毒患者喝红茶颇有益，民间也常用浓茶涂伤口、褥疮和香港脚。
  此外，红茶还是极佳的运动饮料，除了可消暑解渴及补充水分外若在进行需要体力及持久力的运动前喝，因为茶中的咖啡硷具有提神作用，又能在运动进行中促成身体先燃烧脂肪供应热能而保留肝醋，所以让人更具持久力。