土壤水分是茶樹生理與生態需水的主要來源，又是土壤肥力的重要組成部分，對茶樹生育關係密切。茶樹的芽葉生長強度、葉片形態結構及其內含物的生化成分等指標，均以土壤相對含水率８０－９０％爲最佳，而根系生長則以６５－８０％爲好。在適宜的土壤溫度下，茶樹生長旺盛，體內含水量一般約佔全株重量的６０％左右，幼嫩芽葉含水率可達８０％左右，光合作用等生理代謝功能增強，物質代謝趨向合成，有利於體內幹物質的積累，使芽葉萌發快，數量多，嫩度好，內含物豐富。特別是鮮葉中氨基酸與多酚類物質的增加，對形成成香濃味醇的紅綠茶品質都較有利。但如果在旱季，當根系層土壤含水率降到田間持水量的60%左右，工伴有高溼與乾燥的空氣時，茶樹體內水分代謝很易失調，葉細胞容易產生質壁分離，破壞細胞透性，葉綠體失去正常生理功能，光合作用受到抵制，物質代謝趨向分解，體內幹物質的形成與積累減少，導致芽葉萌發生受阻，鮮葉產量與品質均要下降。實踐證明，凡旱季灌溉，使土壤溫度保持在田間持水量的70-90%的茶園，無論是鮮葉還是加工後的成品茶，其品質都有不同程度的提高，有的甚至比對照提高一個級。產量增加更顯著，一般可比對照增加30%以上，經濟效益較高。
但茶園土壤水水過多同樣有害，會使土壤物理性狀變劣，土壤空氣減少，削弱茶樹根系呼吸和吸肥、吸水能
茶樹生長需要的水分，主要靠自然降水供給。我國茶區雖多處在溼潤與半溼潤地區，但由於地域遼闊，自然地理因子複雜，雨水分佈既有地區的差別，也有季節的不同，即使在同一個月中，分佈也捉摸不定，時多時少，例如華南茶區，年降水量大多在1500毫米以上，多的可達2500毫米以上，對4-9月份雨量較集中，要佔全年雨量的75%左右，但由於當地氣溫較高，常使年蒸發量接近或超過年降水量；另外，還經常出現強度大、次數多的暴雨，因此雨水地表徑流與土壤蒸發較多，而能保存土壤供茶樹吸收利用的水分相應減少，尤其在冬春雨水很少，茶園常有旱情，西南茶區也常有冬、春連旱現象。但在長江中下游廣大地區，春季雨水連綿，到7-9月，夏秋季又常出現間斷性高溫乾旱，直接影響茶樹生長和優質高的形成。這種雨水的時間長空間分佈勻，既分散又難以預料。因此及時採取旱季茶園補充性灌溉措施，有利於實現穩定茶葉產量和品質。實踐證明，凡在乾旱季節對茶園進行合理灌溉的，都能取得不同程度的增產提質效果。
茶園灌溉的效果高低，雖然與灌水次數與灌溉水量有關，但重要的還要看是否適時，也就是說要掌握好灌水落石的火候。我國茶農曆來灌溉有“三看”的經驗；一看天氣是否有旱性出現，或已有旱象，是否有發展趨勢；二看泥土乾燥缺水的程度；三看茶樹芽葉生長與葉片形態是否缺水。現在人們已在“三看”經驗的基礎上制定了茶園灌溉的技術措施，進行綜合分析，從而科學地確定了茶園灌溉的適宜時期。
茶樹水分生理指標能在不同的土壤、氣候等生態環境下。直接反映出體內水分的實際水平。例如細胞液濃度，新梢葉水勢（可用兆帕斯卡MPa表示）等對外界水分供應很敏感，與土壤含水量和空氣溫度溫度之間具有較高的相關性。如果上午9時前測定，細胞濃度低於8-9%，葉水勢高於-0.5MPa，表明茶樹體內水分供應較正常，若細胞液濃度達到10%左右，葉水勢低於-1.0MPa，表明樹體水分虧缺，新梢生育將會受阻，這時茶園需要灌溉，及時給土壤補充水分。
土壤含水量多少是決定茶園是否需要灌水的主要依據之一。由於茶園土壤質地的差異，其土壤的持水特性和有效水分含量變化較大，因此爲使不同質地土壤的溫度值具有可比性，一般土壤的溫度指標值應採用兩種方法表示：一是採用土壤絕對含量佔田間持水量的相對百分率表示，例如當茶園土壤含量爲田間持水量的90%左右時，茶樹生長旺盛；降到60-70%時，茶樹新梢生長受阻；低於60%時，新梢即要受到不同程度的危害，因此以茶園根系層土壤相對含水量達到70%時，作爲開灌指標；二是採用土壤溫度的能量值，即土壤水勢來表示，它可以直接反映土壤的供水能力大小，要比以土壤含水量表示更加適當，當土水勢（與土壤吸力絕對值相等，符號相反）在-0.01～-.08MPa時，茶樹生長較適宜。茶園土壤水勢可用土壤張力計直接測知，當土水勢值達到一0.1MPa以上時，表示土壤已開始缺水，茶樹生長易遭旱熱危害，應進行茶園灌水。
主要氣象要素髮氣溫、降水量、蒸發量等的變化和茶園水分的消長密切相關。在生產實踐中，應密切注視天氣的變化與當地常年的氣候特點，尤其是在高溫度季節，參照茶樹物候學觀察進行綜合分析，監視旱象的發生。近年研究認爲，當日平均氣溫接近30℃，最高氣溫達35℃以上，日平均水面蒸發量達到9毫米左右，持續一星期以上，這時對土層淺的紅壤丘陵茶園，就有旱情露頭，需要安排灌溉。
乾旱季節茶園究竟需要灌溉多少水量，主要應由該茶園的類型即茶樹生育階段的需水特性與土壤質地來定。適宜的灌水定額，既要求灌溉水及時向土壤入滲，又要能達到計劃層溼潤深度，滿足茶樹的需水要求。因此在確定茶園灌水定額時，要先確定灌溉前的土壤計劃層的儲水量，使灌溉前後的儲水量總和達到計劃層土壤田間持水量的範圍。因水分過多會影響透氣性。還會產生地表徑流和深土壤滲。一般確定茶園透宜的灌水量與灌水週期的方法有三種：
一是由茶園各階段的日平均耗水量來確定。可採用土壤水分衡法進行測算。特別是在高溫旱季，應以5天左右爲期測算自然降水量與茶園耗水量之差額。在氣溫較低的春旱或秋冬旱期間，以10-15天爲期測算土壤水分的虧缺量。在壤土茶園中，當耕層（0-30釐米）土壤缺水近30毫米（相當土水勢一0.08MPa左右）時，就應開灌補水。
茶樹生長，既喜溫、喜溼，但又怕澇、怕漬。而在我國產茶區，常出現降水量集中的雨季和多日不雨的旱季，在雨季如不能及時排除餘水，不僅會衝跨茶園，流失肥土城地勢低窪處，還極易漬水，時間稍長，往往造成茶樹溼害，給茶葉生產帶來較大的危害。據杭州茶葉試驗場調查，因受土壤溼害導致低產的茶園佔全場茶園總面積的4%，對茶葉產量與品質影響較大，需要進行改造。
適宜茶樹根系生長的土壤，除要求含有充足的水分、養分、還要有足夠的空氣。如果土壤溼度增大，空氣就會減少，一旦漬水，會使茶樹根系呼吸困難，水分、養分的吸收代謝受阻。由於空氣少，缺氧，土壤下層呈嫌氣狀態，尤其是紅黃壤種茶地區，土壤中常形成低價鐵、錳及其他還原性物質，再加腐敗性嫌氣細菌的活躍，使茶樹根系遭受不同程度的溼害。
茶園排水系統，在新茶園規劃開闢時就應考濾落實。新茶園的水利系統主要包括保水、灌水、排水三方面內容，由渠道、主溝、支溝、隔離溝和山塘、水庫、管道與機埠組成，相互配套，緊密聯繫。例如山區茶園附近的山塘，水庫與環山渠道，在雨季可蓄水防洪，旱季又能引水灌溉，做到蓄、排、灌兼顧，使溝、渠、塘、庫及機埠等設施有機地連成一體，形成茶園溝溝相通，配套成龍，心意減少與避免茶園水、土、肥的流失和低處漬水現象。
茶園排水是防除溼害的主要措施，但茶園溼害的類型與成因較複雜，茶樹受害的程度也不盡一致，因此在防治與改造溼害茶園時，除了做好深入調找出成因，在採取各種排水設施的同時，還應針對實際情況，因地制宜地積極配合其他農業綜合技術措施，如改土、改樹及病蟲防治等，方能見效。對建園基礎差，溼害嚴重的茶園，應結合換種改植，平整土地，重新規劃，建立新新茶園。如不宜各茶的，可改種其他溼生作物。