甜茶化学成分研究表明，有甜茶素、多酚类、蛋白质、氨基酸、维生素及矿物质等[5]。
表8 甜茶化学成分分布
目标物 | 甜茶甙 | 黄酮 | 蛋白质 | 氨基酸 | 其他 | 合计 |
文献量（篇） 百分比（％） | 15 68.2 | 2 9.1 | 1 4.5 | 1 4.5 | 3 13.7 | 22 100 |
甜茶素是甜茶的最主要化学成分之一，从表中也可发现，人们主要关注的也是甜茶素的研究，报道文献达68.2%，符合其作为新型甜味剂发展之需。
表9 甜茶甙研究年代分布
年代分布 | 1980-1984 | 1985-1989 | 1990-1994 | 1995-1999 | 2000-至今 |
文献量（篇） | 3 | 0 | 3 | 4 | 5 |
表10 甜茶甙研究内容分布
研究内容 | 分离提取 | 含量检测 | 药理试验 | 应用研究 | 其他方面 | 合计 |
文献量（篇） 百分比（％） | 2 13.3 | 2 13.3 | 3 20.0 | 4 26.7 | 4 26.7 | 15 100 |
甜茶甙又称甜茶素，甜叶悬钩子甙，是甜茶提取物中的主要成分，也是甜茶的主要功能性成分。从上表可见，对甜茶素的研究面很广，主要集中在提取、测定、药理及应用研究。
日本田中治首先报道甜茶叶的甜味物质为甜茶素并进行了结构鉴定，中国科学院华南植物研究所也指出甜叶悬钩子甙与甜叶菊甙具有相同的甙元，不同之点在于13位的糖基上，甜叶悬钩子甙是单糖甙，甜叶菊甙是二糖甙。吴应熊用大孔吸附树脂分离甜茶甙，为甜茶甙工业化生产提供理论依据。何伟平对甜茶素进行研制，并进行相应的工业化试验研究。这也是甜茶产业发展的需要。
目前，我国已开始大规模的种植甜茶，产品业已出口日、美等国。但与甜茶发展现状相比，我国对甜茶中甜茶素含量测定研究还很少。卢昕建立了测定甜茶素含量的反相高效液相色谱法(HPLC)，操作快简，结果准确可靠。
黄酮类化合物是甜茶中的重要化学成分，亦是其活性成分之一。陈全斌[4]以甜茶叶为原料提取黄酮类化合物，分析黄酮甙元为槲皮素和山奈酚，从而证实甜茶含有黄酮甙。但从文献看，对黄酮类物质研究甚少，仅报道有这类物质存在，并无黄酮甙单体物质的相关报道。
多酚类物质也是甜茶中的重要活性成分。富含特有的GOD型鞣花单宁，Sugimoto用制备型HPLC从甜茶叶中分离得到7个多酚型化合物。
徐位坤从甜茶水解产物中检出了18种氨基酸，其中8种为必需氨基酸，在人体不能合成，只能从食物中吸收。
下表为甜茶叶中氨基酸含量[5]：
表11 甜茶叶中氨基酸含量（g/100g）
天门冬氨酸 | 苏氨酸 | 丝氨酸 | 谷氨酸 | 辅氨酸 | 甘氨酸 | 屏氨酸 | 胱氨酸 | 缬氨酸 | 蛋氨酸 | 异亮氨酸 | 亮氨酸 | 酪氨酸 | 苯丙氨酸 | 赖氨酸 | 氨 | 组氨酸 | 精氨酸 |
1.20 | 0.60 | 0.59 | 1.22 | 0.62 | 0.70 | 0.80 | 0.80 | 0.76 | 0.16 | 0.52 | 1.22 | 0.51 | 0.72 | 0.83 | 0.067 | 0.37 | 0.73 |
表12 甜茶叶中主要微量元素含量