Латинское название чая Camelia sinensis буквально означает «китайская камелия». Камелия — декоративный азиатский кустарник с цветками, похожими на цветки дикого шиповника. Как и декоративная камелия, чайные растения — вечнозеленые. Их листья варьируют по форме и размеру; некоторые могут быть величиной с ладонь, а другие узкие и похожи на иглы. Существуют три вида чайных растений — китайский, ассамский и камбоджийский. Камбоджийское растение представляет собой одноствольное дерево, которое естественным образом скрещивается с другими видами. Его высота может достигать 5 м. Ассамское чайное дерево тоже одноствольное, но вырастает от 6 до 18 м, в зависимости от подвида. При регулярной обрезке или сборе листьев его продуктивный срок жизни составляет около 40 лет. Китайский вид представляет собой многоствольный кустарник, вырастающий до 2 ¾ м, хотя в культуре ему позволяют расти лишь до половины этой высоты. Растения этого вида могут выдерживать суровую зиму и давать чайные листья хорошего качества в течение как минимум 100 лет.
Состояние чайного растения зависит от солнечного света, воздуха, воды и почвы. Район произрастания имеет важное значение — растения одного типа, растущие в разных местах, дают чай не одинакового качества. В свою очередь чайное растение приспосабливается к местным особенностям почвы и климата, что влияет на вкус чая.
Некоторые растения, растущие в высокогорьях, из которых получают оолонг и крупнолистовой белый чай (район произрастания — Фуцзян) предпочитают холодный и сухой климат, в то время как другие нуждаются в меньшем количестве воды или менее плодородной почве. Существуют также горные чайные растения, хорошо себя чувствующие на большой высоте, и скалистые, облюбовавшие трещины в скалах и склоны утесов. Чайные растения нельзя выращивать слишком близко друг к другу, так как они будут бороться за солнечный свет и питательные вещества. Каждый год сборщики чая трижды подрезают растения, чтобы удалить лишние ветки и позволить кустам разрастаться в ширину. Это дает возможность сборщику обрывать листья с большей поверхности и с удивительной легкостью. Необходимо выждать три года, прежде чем приступить к сбору листьев с молодого растения.