按照茶樹形態分類法確定的系統，茶樹屬于被子植物門（Angiospermae）、雙子葉植物綱（Dicotyledoneae）、山茶目（Theales）、山茶科（Theaceae）、山茶屬（Camellia），屬分為亞屬、組、系、種、亞種、變種等。

自瑞典博物學家C.林奈[注]于1753年將茶樹定名為Thea sinensis?Linn.起，對茶樹的分類一直存在著學術爭議，茶樹先后曾有20多個學名，直至1935年的國際植物學會上將Camellia sinensis（L.）O.Kuntze規定為茶樹的學名，茶樹在植物學上才有了明確的分類地位。會議還決定把茶屬歸入山茶屬后成立單獨的茶組。至此，茶樹學名得到大多數學者的認同，分類的爭議主要聚焦于種以下的變種上。

茶組植物的形態學分類主要是從各個茶組植物的花、果實、種子等生殖器官，兼顧樹型、葉片等營養器官來進行研究。1958年，英國植物學家T.艾登[注]將茶樹分為3個變種：茶（var.?sinensis）、阿薩姆茶（var.?assamica）和柬埔寨茶（var.?cambodia）。1971年，蘇聯茶樹育種家將茶樹分為2個地理亞種、10個變種：茶（ssp.?sinensis）包括日本茶、茶和大葉茶3個變種；阿薩姆茶（ssp.?assamica）包括阿薩姆茶、老撾茶、那伽山茶、馬尼坡茶、緬甸茶、云南茶和錫蘭茶7個變種。1981年，中國專家莊晚芳等認為茶樹分類的范疇是介于種以下、品種之上。它既不同于一般的植物分類，也不同于茶樹品種分類，但兩者有密切聯系。根據茶樹類型間的親緣關系、利用價值和地理分布，認為所有茶樹都是一個種——茶（C. sinensis），同時根據種內個體之間的差異程度，在種之下分為2個亞種、7個變種。同年，中國張宏達將茶樹分為17個種、3個變種，1985年又修訂為37個種、3個變種。1992年，中國閔天祿在張氏分類系統基礎上，又歸并為12個種、6個變種。2000年，中國陳亮等以子房室數、花柱分裂數和子房茸毛的有無、花冠大小、樹型、枝葉形態等形態學為依據，提出將茶組植物分成大廠茶（C. tachangensis）、大理茶（C. taliensis）、厚軸茶（C. crassicolumna）、禿房茶（C. gymnogyna）和茶（C. sinensis），在茶下再分阿薩姆茶（C. sinensis?var.?assamica）、白毛茶（C. sinensis?var.?pubilimba），共5個種、2個變種。