Nhiệt độ
Nhiệt độ bình quân hàng năm để cây chè sinh trưởng, phát triển bình thường là 12,5°C và sinh trưởng tốt trong phạm vi 15 - 23°C.
Giới hạn độ nhiệt thấp đối với sinh trưởng của chè biểu hiện rõ rệt qua thời kỳ ngừng sinh trưởng trong mùa đông và sinh trưởng trở lại khi có độ nhiệt ấm áp của mùa xuân trong những vùng khí hậu Á nhiệt đới.
Cây chè yêu cầu tổng tích ôn hàng năm từ 3.500 - 4.000°C. Độ nhiệt tối thấp tuyệt đối mà cây có thể chịu đựng được thay đổi tùy theo giống, có thể từ -5°C đến -25°C hoặc thấp hơn.
Độ nhiệt quá thấp hoặc quá cao đều giảm thấp việc tích lũy Tanin. Độ nhiệt cao quá 35°C thì quá trình tích lũy tanin bị ức chế và nếu độ nhiệt trên 35°C kéo dài liên tục, chè sẽ bị cháy lá.
Ngược lại khi độ nhiệt giảm thấp sẽ dẫn đến một loạt biến đổi về cơ năng sinh lý thành phần hóa học của búp chè, ảnh hưởng không tốt đến sinh trưởng của cây và phẩm chất búp. Độ nhiệt thấp và khô hạn là nguyên nhân hình thành nhiều búp mù.
Ánh sáng
Cây chè nguyên sản sinh sống dưới tán rừng rậm, có tính chịu bóng, quang hợp tốt nhất trong điều kiện ánh sáng tán xạ. Ánh sáng trực xạ, độ nhiệt không khí cao, không có lợi cho quang hợp và sinh trưởng.
Yêu cầu của cây chè đối với ánh sáng cũng thay đổi tùy theo tuổi cây và giống. Chè ở thời kỳ cây con yêu cầu ánh sáng ít hơn, cho nên ở vườn ươm, người ta thường che râm để đạt tỷ lệ sống cao và cây sinh trưởng nhanh. Giống chè lá to yêu cầu ánh sáng ít hơn giống chè nhỏ.
Cây chè được che bóng râm, hàm lượng các vật chất có đạm (cafein, N tổng số, Protein...) trong búp và lá tăng lên và tích lũy nhiều hơn; các chất không có N (Tanin, Gluxit...) lại có chiều hướng giảm xuống.
Sự giảm thấp Tanin, Gluxit... và tăng hàm lượng các vật chất có đạm trong lá chè ở một mức độ nhất định thường có lợi cho phẩm chất chè xanh và không có lợi cho phẩm chất chè đen. Vì vậy, trồng cây bóng mát cho chè thường áp dụng cho những vùng trồng chè sản xuất nguyên liệu để chế biến chè xanh.
Do cường độ ánh sáng ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng, phẩm chất chè cho nên điều tiết cường độ ánh sáng có thể làm cho năng suất chè tăng lên rõ rệt.
Độ ẩm và lượng mưa
Chè là loại cây ưa ẩm, là cây thu hoạch búp, lá non, nên càng cần nhiều nước và vấn đề cung cấp nước cho quá trình sinh trưởng của cây chè rất quan trọng.
Yêu cầu tổng lượng nước mưa bình quân trong 1 năm đối với cây chè khoảng 1.500 mm và mưa phân bố đều trong các tháng.
Bình quân lượng mưa của các tháng trong thời kỳ chè sinh trưởng phải lớn hơn hoặc bằng 100 mm, nếu nhỏ hơn 100 mm chè sinh trưởng không tốt.
Chè yêu cầu độ ẩm không khí cao, trong suốt thời kỳ sinh trưởng độ ẩm không khí thích hợp vào khoảng 85%.
Lượng mưa và phân bố lượng mưa của một nơi có quan hệ trực tiếp tới thời gian sinh trưởng và mùa thu hoạch chè dài hay ngắn, do đó ảnh hưởng trực tiếp đến sản lượng cao hay thấp.
Không khí
Chè ưa bóng râm, cường độ quang hợp cũng thay đổi theo hàm lượng CO2 có trong không khí. Nói chung hàm lượng CO2 trong không khí tăng lên đến 0,1 - 0,2% thì cường độ quang hợp tăng lên rất rõ rệt.
Không khí lưu thông tạo thành gió. Gió nhẹ và có mưa có lợi cho sự sinh trưởng của chè vì nó có tác dụng điều hòa cân bằng nước của cây.
Những nơi độ ẩm không khí quá cao, phát tán khó, gió nhẹ sẽ làm cho nước dễ thoát hơi, nước và chất dinh dưỡng trong đất tiếp tục vận chuyển lên trên. Mặt khác gió nhẹ có tác dụng làm cho lượng CO2 phân bố đều, có lợi cho quang hợp.
Gió to không những làm cho cây bị tổn thương cơ giới, mà còn phá vỡ cân bằng nước của cây. Cường độ thoát hơi nước lớn, nước trong đất cung cấp không đủ, cây bị héo. Mặt khác gió to khí khổng sẽ đóng lại, không thể tiến hành quá trình quang hợp.
Mùa đông độ nhiệt thấp nếu có gió to thì chè bị hại nhiều vì rét. Gió to khi chè ra hoa còn ảnh hưởng đến hoạt động thụ phấn của côn trùng.
Để giảm tác hại của gió, người ta áp dụng các biện pháp như chọn đất nơi kín gió, trồng rừng hoặc vành đai phòng hộ. Chọn giống chè thấp cây và trồng dày hợp lý.