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茶树是由根、茎、叶、花、果等器官组成的。《茶经》在描述茶树形态特征时，用了比拟的方法：“树如瓜芦，叶如栀子，花如白蔷薇，实如木并榈，茎如丁香，根如胡桃。”
茶树根的主要功能是固定植株，吸收土壤中水分以及溶解在水中的营养物质，并将这些营养物质传输到地上部分。茶籽萌发时，胚根生长而成主根，主根上产生的各级大小分支叫侧根。直根系常垂直分布在较深土层，侧根常水平分布在较浅土层。
茎连接着茶树的各个器官，由种子胚芽、叶芽伸育形成，也逐渐形成新的茎、叶、芽。茶树茎一般分主干、主轴、骨干枝、细枝，直到新梢。分枝以下部分称主干，分枝以上部分称主轴。主干是区别茶树类型的依据。根据主干特征和分枝部位高低的不同，可将茶树树型分为乔木型、小乔木型和灌木型。
叶是进行光合作用和蒸腾作用的主要器官，由茎尖的叶原基发育而来，也是采茶的对象。叶片形状有卵圆形、倒卵形、椭圆形、长椭圆形、圆形、披针形等。叶尖形状有长短、尖锐之分，分锐尖、钝尖、渐尖、圆尖等种。叶表面通常有不同程度的隆起，并有粗糙、光暗、平滑之分。
茶花是茶树的生殖器官，由花萼、花冠、雌蕊、雄蕊等部分组成。花萼绝大部分呈绿色，外形近圆形。花冠白色，由5~9片大小不一的花瓣组成。雌蕊由子房、花柱、柱头组成。雄蕊可分为花丝和花药两部分。数目很多，一般有200~300枚。
茶树种子的繁殖器官是果实。果实为蒴果，由茶花受精至果实成熟，约需16个月，这时，同时进行着花与果发育的两个过程，“带子怀胎”也是茶树的特征之一。成熟果实的果皮呈棕褐色，外种皮栗壳色，内种皮浅棕色，种胚两侧连接两片白色的子叶。
