發酵是紅茶形成的關鍵工序，對紅茶的品質起著極其重要的作用。
發酵過程中，經過萎凋、揉捻的茶葉，會進行酶促氧化的過程，液泡內的多酚類、氨基酸等物質在液胞膜受損傷之後與多酚氧化酶系充分接觸進行酶促氧化，主要多酚類物質——兒茶素氧化聚合和縮合，形成茶黃素、茶紅素和茶褐素等一系列氧化產物，與此同時伴隨著其它化學反應，揉捻葉由綠變紅，綜合形成了紅茶特有的色香味品質。
1、紅茶品質與發酵的關系
紅茶品質的形成，取決於鮮葉原料所含次級代謝產物的組分，其中多酚類物質及其氧化產物對紅茶風味的影響最為重要。
紅茶經過『發酵』，多酚類化合物發生了深刻的變化，形成了茶黃素、茶紅素和茶褐素等物質。
茶黃素是影響紅茶湯色亮度、香味的鮮爽度和濃烈度高低的重要因素，紅茶湯色的明亮度決定於茶黃素的含量；茶紅素是決定紅茶湯色紅艷程度的主要因素，而且其收斂性、刺激性較小。
茶黃素與茶紅素的比值是判斷紅茶品質的關鍵指標，如果比值過高，則茶湯雖然刺激性強，亮度好，但湯色不夠紅濃，形成不了『金圈』；如果比值過低，則不夠鮮爽，湯色不夠亮，暗淡。
茶褐素是一種暗褐色的高聚合物，是導致紅茶湯色暗的主要原因，含量過高將會導致湯暗味淡，葉底也會發暗。
茶黃素和茶紅素不僅對紅茶的湯色和滋味起著重要的作用，還是一起構成紅茶獨特保健功能的『靈魂』。
在茶的多酚類物質中研究最多的是綠茶多酚，如兒茶素類的抗氧化作用。
近年來，作為世界上消費量最大的茶類，紅茶的抗氧化等生物活性也逐漸引起人們的重視。
大量研究結果也表明，兒茶素在經酶促反應生成的茶黃素及茶紅素所起的生物學活性並沒有降低，仍具有良好的抗氧化等作用，甚至在某些方面強於兒茶素。
此外，具有收斂性的茶多酚的減少，而能促進人體消化的茶黃素、茶紅素等增多，使得紅茶成為養胃的首選之茶。
因而近些年來，茶色素類成分得到了國內外科學家的高度關注，相關研究也越來越多。
大量的研究報告證實了紅茶色素的抗氧化、抗腫瘤、抗突變、抑制病原菌、抗病毒，對心腦血管疾病等多方面的預防以及治療作用。
紅茶的香氣特征也在發酵中形成，隨著發酵的進展，醇類、醛類、酮類等芳香物質增多，而酸類、酯類、酚類等減少。
正是這些芳香物質的增減、轉化，才使鮮葉中的『青草氣』消失，而產生濃鬱的『果甜花香』。
此外，氨基酸、咖啡堿、多糖等物質都在發酵的過程中起著不同層次的化學變化，逐步形成紅茶色澤紅潤、香氣高爽、湯色紅亮、滋味醇厚、葉底紅亮的品質特點。
2、發酵程度的掌握
隨發酵葉內部的化學變化，外部表征也呈現出規律的變化：綠葉紅變，青澀氣味減少，並發生濃鬱香氣。
紅茶從揉捻開始到發酵結束，整個過程伴隨著一系列的變化。
香氣和葉色的變化是同時發生的。
生產中必須結合發酵葉的香氣和色澤的變化，同時結合發酵時間的長短來綜合判斷發酵是否適度，從而掌控整個紅茶發酵的進程。
發酵適度的葉子，青草氣消失，出現發酵葉特有的香氣——一種清新鮮濃的花果香味。
春茶葉色黃紅，夏茶為紅黃色。
如果發酵不足，幹茶色澤不烏潤，滋味青澀，帶有青氣，湯色欠紅，葉底花青；若發酵過度，則幹茶色澤枯暗，不油潤，香氣低悶，滋味平淡，湯色紅暗，葉底暗。
在實際生產中，發酵程度常需『適度偏輕』。
因為若發酵適度，茶葉在幹燥時，葉溫的升高過程還會促進多酚類化合物的酶促氧化和濕熱作用下的非酶促氧化，這樣就會使發酵過度，降低品質，所以在實際生產中發酵程度要『寧輕勿過』。
由此可見，發酵程度的掌握，是把握發酵質量的重要環節，否則就會影響紅茶品質。