Zelený čaj má veľké množstvo polyfenolov rozdelených do troch hlavných skupín: flavanoly, flavóny a flavonoly. Tieto zlúčeniny majú podobnú chemickú štruktúru s rozdielmi v heterocyklickom C-kruhu. Flavonoly a flavóny majú podobnú štruktúru C-kruhu s dvojitou väzbou v 2-3 polohách. Rozdiel medzi týmito dvoma polyfenolmi je nedostatok hydroxylovej skupiny v polohe 3 vo flavónoch. Flavanoly tvoria väčšinu obsahu zeleného čaju, pričom katechíny tvoria asi jednu tretinu hmotnosti suchých listov a sú distribuované najmä štyrmi molekulami:
Epigalokatechín galát je komplexná molekula tvorená štruktúrou flavanolového jadra s galokatecholovou skupinou a galátesterom. Tieto dva galokatecholové kruhy sú zodpovedné za silné antioxidačné a chelatačné vlastnosti. Každý z galokatecholových kruhov je schopný priamo zachytávať voľné radikály z prostredia s vysokou účinnosťou. Epigalokatechín galát má silnejšiu antioxidačnú kapacitu v porovnaní s inými katechínmi zeleného čaju a je účinnejší pri zachytávaní reaktívnych foriem kyslíka ako vitamíny E a C. [Zdroj: CA Rice-Evans, NJ Miller, PG Bolwell, PM Bramley a JB Pridham, "Relatívne antioxidačné aktivity polyfenolických flavonoidov získaných z rastlín", Free Radical Research , vol. 22, č. 4, s. 375–383, 1995.]
V ľudskom tele sú katechíny schopné znižovať množstvo voľných radikálov chelátovaním kovových iónov, najmä iónov železa. Je známe, že tieto kovové ióny produkujú voľné radikály Fentonovou reakciou. Dosahujú túto sekvestráciu naviazaním iónu na katecholové alebo galloylové skupiny nachádzajúce sa v štruktúre katechínov. Počet týchto skupín, ktoré sú prítomné v katechíne, silne ovplyvňuje kapacitu viazania iónov. Katechíny len s jednou skupinou, EC a EGC, sú schopné viazať iba jeden ión. Na druhej strane katecholová skupina a galloylová skupina v EKG a pyrogallolová skupina a galloylová skupina sú od seba priestorovo vzdialené, čo im umožňuje nezávisle chelátovať dva ióny na molekulu.