白茶的功能性成分主要有多酚类（包含儿茶素类、儿茶素聚合物类、黄酮及黄酮糖苷类、酚酸类等）、咖啡碱、氨基酸、茶色素、Ｎ－乙基－２－吡咯烷酮取代的儿茶素类（ＥＰＳＦ）成分等。

氨基酸是茶叶中主要的化学成分之一，在茶叶加工过程中对茶叶风味品质形成具有重要贡献。其中茶氨酸是茶叶中特有的游离氨基酸，占游离氨基酸总量50%以上，并且是重要的功能成分之一。

大量研究表明，茶氨酸具有明显的保护神经作用，临床上用于预防帕金森病，对增强记忆力具有积极作用。此外，茶氨酸还具有降血压、增强免疫、抗疲劳等功能。

白茶中的游离氨基酸总量介于5.97%-8.89%之间，在六大茶类中最高，同一品种茶树鲜叶加工的六大茶类，白茶的氨基酸总量比其余茶类高1.13-2.25倍，比鲜叶增加将近1倍。

白茶中的氨基酸含量受原料等级影响显著，中国农业科学院茶叶品质化学与营养健康团队对白茶中氨基酸的分析发现，不同种类白茶中白毫银针氨基酸含量最高，其中茶氨酸平均含量为10.10mg/g，其次为白牡丹茶氨酸平均含量为8.30mg/g，寿眉和寿眉白茶饼的茶氨酸平均含量为2.50mg/g和2.40mg/g。

相对绿茶和红茶，白茶中大部分氨基酸（包括缬氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、色氨酸、苏氨酸、赖氨酸、组氨酸、精氨酸和酪氨酸）含量均最高，大部分氨基酸的含量在萎凋前期大量增加，在24小时或36小时达到最大值，当萎凋至48小时时，其含量又有所下降。

茶氨酸的含量则在萎凋过程中缓慢下降：ｙ－氨基丁酸也是茶叶的氨基酸成分之一，一般含量在微量至0.40mg/g之间。它是一种非蛋白氨基酸，是哺乳动物神经系统中重要的抑制性神经递质，具有降低血压、改善睡眠、促进脑组织新陈代谢和恢复脑细胞功能、治疗癫痫、改善脂质代谢、防止动脉硬化等功能。

ＧＡＢＡ易受外源胁迫及茶叶加工工艺的影响，而白茶独特的工艺使其ＧＡＢＡ含量显著高于其他茶类，且在加工过程中有明显增加趋势。

研究不同贮藏年份不同种类白茶中氨基酸的分布发现，贮藏会降低白茶中大部分氨基酸的含量，但蛋氨酸和谷氨酸呈波动性变化，甚至在贮藏３年后含量大幅上升。

作为谷氨酸环化衍生物的焦谷氨酸

的含量随着贮藏年份的增加而增加，对比贮藏１年和１０年白茶的焦谷氨酸含量，白毫银针增加945%，白牡丹增加504%，寿眉增加400%。