茶树精油的主要化学成分为对孟乙烯、松油精、柠檬油精、桉油酚、香油脑、茴香素以及大量的不饱和脂肪酸，其中不饱和脂肪酸的功效最为突出。
茶树精油中含有大量的脂肪，其中大部分是不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸被称为“美容酸”，不饱和脂肪酸供应充足，可使人的皮肤会细嫩润泽，头发乌黑发亮。