黑曲霉是普洱茶固態發酵過程中出現的優勢菌種，黑曲霉可以產生胞內、胞外兩類酶。胞內酶是黑曲霉呼吸作用或發酵作用不可缺少的生物催化劑。陳宗到與劉勤晉等的研究均提出，微生物分泌的胞外酶（多酚氧化酶、抗壞血酸酶等）及呼吸代謝產生的熱量對普洱茶的品質形成起著相當重要的作用。由于具優異的酶解效果和全世界公認的食用安全性，黑曲霉已被廣泛用于食品及藥品的深加工中。據韓俊（2003）、龔家順（2005）的研究報道，接種黑曲霉進行普洱茶的發酵，由于普洱茶發酵過程中微生物間的拮抗作用，抑制了其他菌種的生長，出現的微生物種類比普通發酵生產單一，而且加工出的普洱茶內含成分的含量比起普通發酵茶內含成分的含量更理想。研究證明黑曲霉對普洱茶品質形成的作用有著重要的影響。
黑曲霉屬于真菌這一大類，是世界公認的安全可食用菌。黑曲霉是普洱茶固態發酵過程中必不可少的優勢真菌之一。研究發現，再發酵過程中，其數量總體上是波動下降的。在發酵的前期和中期，黑曲霉生長繁殖較快，在真菌總體中占比較大；在發酵后期，茶堆中溫度較高，曲霉屬真菌占比減少。所以，在普洱茶發酵的前中期，黑曲霉對普洱茶的品質成分轉化和特點形成具有極為關鍵的意義。
黑曲霉依靠產生酶對普洱茶品質轉化發生作用，葡萄糖淀粉轉化酶催化了茶葉中的多糖轉化為單糖，纖維素酶催化了天然纖維素降解為葡萄糖，果膠酶催化了不溶性果膠轉化為可溶性水化果膠，這三種作用最終導致可溶性糖的增加，形成了普洱茶“陳香“與“陳韻的基調。
黑曲霉能分泌酸性蛋白酶，糖苷酶、葡萄糖淀粉酶和乳酸酶等豐富的胞外酶類，使茶葉內含物質更易滲出，從而實現大分子物質小分子化，促使普洱熟茶湯色由綠黃明亮轉變為紅褐。經過一部分茶多酚和咖啡堿產生氧化、聚合反應，使渥堆茶失去茶樣的部分苦味和發酵過程中產生的酸、澀味，產生甜醇回甘的口感。產生的低沸點物質，如甲基苯類，有利于構成普洱茶的陳香等特征性香氣成分。
黑曲霉能夠分泌單寧酶，其作用為水解單寧類等大分子物質，而產生沒食子酸等小分子物質。研究發現，沒食子酸具有多種生物學活性功能和藥用功能，具有抗氧化、抗突化、抗菌抗病、抗腫瘤、抗自由基的作用，因此，黑曲霉能夠顯著地提高普洱茶的保健功能。