茶树对氮、磷、钾的消耗量最大，而土壤中常供应不足，需要靠施肥料来补充。所以，这三者被称为肥料“三要素”。
氮素在茶树生理上占有重要地位。它是细胞原生质中蛋白质的主要成分，又是茶叶叶绿素、茶素等组成元素。增施氮肥，可以促进新梢迅速生长，叶面积也增大，叶绿素增多，细胞壁变薄，鲜叶持嫩性强，并且花蕾减少，茶树开花期延迟，茶子结实率降低，显示营养生长优于生殖生长。如果缺氮，叶色开始变淡；失去光泽，叶片变小、变粗、变硬，随后停止生长，顶端形成驻芽。严重缺氮时，树势显著减弱，叶片细小而黄，光合作用效率减弱，直接影响鲜叶产量。所以说，氮是茶树生命活动的重要元素之一。
磷素是构成磷脂重要物质的组成部分，而磷脂是原生质和细胞核的组成成分之一。并且磷在茶树体内代谢过程和能量传递中起着一定的作用。它对叶绿素的形成，蛋白质、淀粉的合成等，都有密切的关系；对于嫩梢的形成，根系的扩大也起着重要作用，并有助于增强茶树抗旱、抗寒性以及生殖生长。如果茶树缺磷，则体内引起代谢失常，蛋白质的合成受到抑制，影响叶面积的扩大和新梢生长发育，从而鲜叶产量、品质下降。严重时，植株生长差，老叶由呈暗绿到变黄脱落，根系带黑褐色，生长也差。
钾素常在生长迅速和蛋白质大量合成部分含量最多，表明钾在茶树体内代谢过程中有重要的作用。它能促使碳水化合物的转运和贮存，促进光合产物向幼嫩的生长器官运输，加快同化物质运转速度，提高光合产物的利用率。它能调节茶树吸水与蒸腾，提高抗旱、抗寒能力。此外，钾还有促使创伤愈合的作用和提高抗病的能力。当茶树缺钾时，植株枝条细弱、稀疏，叶片常提早脱落，边缘坏死，并且容易感染病虫害，还不耐干旱。
肥料三要素对茶叶产量有密切的关系。从茶叶的分析看，氮的含量最高，一般为4. 5%左右，含磷量为0.8%-1. 2%，含钾量(k20)为2.0%-2. 5%。多年茶树栽培实践证明，氮肥对茶叶有明显的增产效果，氮、磷、钾配合施用比单施氮肥效果更好。
