紅茶制造中的大多數(shù)化學(xué)變化都發(fā)生在發(fā)酵這個過程，水色、濃厚、辛澀、刺激與芳香揮發(fā)等變化均在此時發(fā)生。在限度以內(nèi)，揉捻越劇烈越長久，則茶越濃厚，水色越深。但劇烈的揉捻會使茶梗摻入成茶中。
老硬的茶葉，發(fā)酵不能充分，一方面是由于其缺少單寧，另一方面是由于其細(xì)胞在揉捻時不易破碎。
茶的發(fā)酵到完美的階段時，則會產(chǎn)生一定的顏色與芳香，實(shí)際應(yīng)用時，通常依據(jù)茶師的報告停止發(fā)酵，是依據(jù)茶師的經(jīng)驗來探求發(fā)酵的通常條件，用以制造出符合各種市場需求的茶。
茶葉在真空中并不發(fā)酵，在二氧化碳中也是這樣。氧氣對于發(fā)酵極為重要。還在發(fā)酵的葉，所吸收的氧氣量根據(jù)揉捻的程度而增加。萎凋葉在揉捻時吸收的氧氣比鮮葉多。
氧氣對于發(fā)酵既然非常重要，那么發(fā)酵葉的攤鋪厚度則不可忽視，因為厚度可以調(diào)節(jié)空氣的供給量。一般來講，葉攤放越薄，發(fā)酵越快。
空氣中的濕度有助于發(fā)酵。如果空氣干燥，則葉的表面干燥，葉的氧化不能順利進(jìn)行。茶葉發(fā)酵大概需要一種液體媒介存在于葉上，以便充分發(fā)酵。
茶葉發(fā)酵中的微生物究竟處于何種位置的問題，至今尚未完全解決，但茶廠的習(xí)慣是使發(fā)酵室保持清潔沒有任何微生物。當(dāng)然這種做法并不能防止茶葉本身帶入的微生物。
光能阻礙酵素作用已被證明。雖然光對于發(fā)酵有害尚未證實(shí)，但是實(shí)際上發(fā)酵室中禁止任何強(qiáng)光。
南寧加曾研究茶葉成分的溶解度在發(fā)酵時所發(fā)生的變化。他用三氯烷乙醚、乙酸乙酯、酒精與水提取干葉和制成的紅茶以后，發(fā)生下列變化：
一部分的葉綠素顯然在發(fā)酵時被破壞，然而此事始走物確紛證明。水溶解單宇大部分消失，水溶解物則從62%減少到50%。各種提取后所剩余的物質(zhì)，大部分包括蛋自質(zhì)，纖簽?zāi)臣袄w維物質(zhì)。
關(guān)于時間對于發(fā)酵化學(xué)變化的影響。南字加班明水路解單字因發(fā)酵時間的增加而減少，茶的收斂性因此變?nèi)酢．?dāng)發(fā)酵時水落解單寧往往減少到原含量的一半。葉的水提取物，在發(fā)釋初努動增加，繼而逐漸減少。
南寧加在研究溫度對于發(fā)酵的影響時，發(fā)現(xiàn)溫度越低則發(fā)酵越慢。在15℃(59下)以下，發(fā)酵幾乎不進(jìn)行，30℃(26f)以上的溫度不適宜，因為會使芳香消失，并且葉中的水溶解物在這種高磊下也會減少。他發(fā)現(xiàn)最佳溫度為27℃(80f），這時的發(fā)酵顯然正在以最佳的狀態(tài)進(jìn)行。他并未發(fā)現(xiàn)發(fā)酵適于低溫，大概是由于長時間的發(fā)酵會使芳香消失。只是關(guān)于此點(diǎn)，南寧加強(qiáng)調(diào)控制發(fā)酵時間與溫度的確切規(guī)律尚未定論。
現(xiàn)代的經(jīng)驗證明發(fā)酵室中須以25℃(77f）的氣溫作為標(biāo)準(zhǔn)。茶葉的溫度在發(fā)酵時或許從25℃升至約30℃，這是根據(jù)其攤放的厚度而定，這種溫度的升高并不會影響到發(fā)酵。現(xiàn)在知道三四個小時的總發(fā)酵時間(含揉捻在內(nèi))，能得到最好的發(fā)酵結(jié)果。
制造時茶單寧所進(jìn)行的真正變化，現(xiàn)在所知尚不完全。一種單寧的氧化生成物在溶于茶的沖泡液時形成，一些單寧被葉中的蛋白質(zhì)變?yōu)椴蝗苡谒τ诎l(fā)酵過程中香精的構(gòu)成，現(xiàn)在也尚無所知。