土壤水分是茶树生理与生态需水的主要来源，又是土壤肥力的重要组成部分，对茶树生育关系密切。茶树的芽叶生长强度、叶片形态结构及其内含物的生化成分等指标，均以土壤相对含水率８０－９０％为最佳，而根系生长则以６５－８０％为好。在适宜的土壤温度下，茶树生长旺盛，体内含水量一般约占全株重量的６０％左右，幼嫩芽叶含水率可达８０％左右，光合作用等生理代谢功能增强，物质代谢趋向合成，有利于体内干物质的积累，使芽叶萌发快，数量多，嫩度好，内含物丰富。特别是鲜叶中氨基酸与多酚类物质的增加，对形成成香浓味醇的红绿茶品质都较有利。但如果在旱季，当根系层土壤含水率降到田间持水量的60%左右，工伴有高湿与干燥的空气时，茶树体内水分代谢很易失调，叶细胞容易产生质壁分离，破坏细胞透性，叶绿体失去正常生理功能，光合作用受到抵制，物质代谢趋向分解，体内干物质的形成与积累减少，导致芽叶萌发生受阻，鲜叶产量与品质均要下降。实践证明，凡旱季灌溉，使土壤温度保持在田间持水量的70-90%的茶园，无论是鲜叶还是加工后的成品茶，其品质都有不同程度的提高，有的甚至比对照提高一个级。产量增加更显著，一般可比对照增加30%以上，经济效益较高。
但茶园土壤水水过多同样有害，会使土壤物理性状变劣，土壤空气减少，削弱茶树根系呼吸和吸肥、吸水能
茶树生长需要的水分，主要靠自然降水供给。我国茶区虽多处在湿润与半湿润地区，但由于地域辽阔，自然地理因子复杂，雨水分布既有地区的差别，也有季节的不同，即使在同一个月中，分布也捉摸不定，时多时少，例如华南茶区，年降水量大多在1500毫米以上，多的可达2500毫米以上，对4-9月份雨量较集中，要占全年雨量的75%左右，但由于当地气温较高，常使年蒸发量接近或超过年降水量；另外，还经常出现强度大、次数多的暴雨，因此雨水地表径流与土壤蒸发较多，而能保存土壤供茶树吸收利用的水分相应减少，尤其在冬春雨水很少，茶园常有旱情，西南茶区也常有冬、春连旱现象。但在长江中下游广大地区，春季雨水连绵，到7-9月，夏秋季又常出现间断性高温干旱，直接影响茶树生长和优质高的形成。这种雨水的时间长空间分布匀，既分散又难以预料。因此及时采取旱季茶园补充性灌溉措施，有利于实现稳定茶叶产量和品质。实践证明，凡在干旱季节对茶园进行合理灌溉的，都能取得不同程度的增产提质效果。
茶园灌溉的效果高低，虽然与灌水次数与灌溉水量有关，但重要的还要看是否适时，也就是说要掌握好灌水落石的火候。我国茶农历来灌溉有“三看”的经验；一看天气是否有旱性出现，或已有旱象，是否有发展趋势；二看泥土干燥缺水的程度；三看茶树芽叶生长与叶片形态是否缺水。现在人们已在“三看”经验的基础上制定了茶园灌溉的技术措施，进行综合分析，从而科学地确定了茶园灌溉的适宜时期。
茶树水分生理指标能在不同的土壤、气候等生态环境下。直接反映出体内水分的实际水平。例如细胞液浓度，新梢叶水势（可用兆帕斯卡MPa表示）等对外界水分供应很敏感，与土壤含水量和空气温度温度之间具有较高的相关性。如果上午9时前测定，细胞浓度低于8-9%，叶水势高于-0.5MPa，表明茶树体内水分供应较正常，若细胞液浓度达到10%左右，叶水势低于-1.0MPa，表明树体水分亏缺，新梢生育将会受阻，这时茶园需要灌溉，及时给土壤补充水分。
土壤含水量多少是决定茶园是否需要灌水的主要依据之一。由于茶园土壤质地的差异，其土壤的持水特性和有效水分含量变化较大，因此为使不同质地土壤的温度值具有可比性，一般土壤的温度指标值应采用两种方法表示：一是采用土壤绝对含量占田间持水量的相对百分率表示，例如当茶园土壤含量为田间持水量的90%左右时，茶树生长旺盛；降到60-70%时，茶树新梢生长受阻；低于60%时，新梢即要受到不同程度的危害，因此以茶园根系层土壤相对含水量达到70%时，作为开灌指标；二是采用土壤温度的能量值，即土壤水势来表示，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适当，当土水势（与土壤吸力绝对值相等，符号相反）在-0.01～-.08MPa时，茶树生长较适宜。茶园土壤水势可用土壤张力计直接测知，当土水势值达到一0.1MPa以上时，表示土壤已开始缺水，茶树生长易遭旱热危害，应进行茶园灌水。
主要气象要素发气温、降水量、蒸发量等的变化和茶园水分的消长密切相关。在生产实践中，应密切注视天气的变化与当地常年的气候特点，尤其是在高温度季节，参照茶树物候学观察进行综合分析，监视旱象的发生。近年研究认为，当日平均气温接近30℃，最高气温达35℃以上，日平均水面蒸发量达到9毫米左右，持续一星期以上，这时对土层浅的红壤丘陵茶园，就有旱情露头，需要安排灌溉。
干旱季节茶园究竟需要灌溉多少水量，主要应由该茶园的类型即茶树生育阶段的需水特性与土壤质地来定。适宜的灌水定额，既要求灌溉水及时向土壤入渗，又要能达到计划层湿润深度，满足茶树的需水要求。因此在确定茶园灌水定额时，要先确定灌溉前的土壤计划层的储水量，使灌溉前后的储水量总和达到计划层土壤田间持水量的范围。因水分过多会影响透气性。还会产生地表径流和深土壤渗。一般确定茶园透宜的灌水量与灌水周期的方法有三种：
一是由茶园各阶段的日平均耗水量来确定。可采用土壤水分衡法进行测算。特别是在高温旱季，应以5天左右为期测算自然降水量与茶园耗水量之差额。在气温较低的春旱或秋冬旱期间，以10-15天为期测算土壤水分的亏缺量。在壤土茶园中，当耕层（0-30厘米）土壤缺水近30毫米（相当土水势一0.08MPa左右）时，就应开灌补水。
茶树生长，既喜温、喜湿，但又怕涝、怕渍。而在我国产茶区，常出现降水量集中的雨季和多日不雨的旱季，在雨季如不能及时排除余水，不仅会冲跨茶园，流失肥土城地势低洼处，还极易渍水，时间稍长，往往造成茶树湿害，给茶叶生产带来较大的危害。据杭州茶叶试验场调查，因受土壤湿害导致低产的茶园占全场茶园总面积的4%，对茶叶产量与品质影响较大，需要进行改造。
适宜茶树根系生长的土壤，除要求含有充足的水分、养分、还要有足够的空气。如果土壤湿度增大，空气就会减少，一旦渍水，会使茶树根系呼吸困难，水分、养分的吸收代谢受阻。由于空气少，缺氧，土壤下层呈嫌气状态，尤其是红黄壤种茶地区，土壤中常形成低价铁、锰及其他还原性物质，再加腐败性嫌气细菌的活跃，使茶树根系遭受不同程度的湿害。
茶园排水系统，在新茶园规划开辟时就应考滤落实。新茶园的水利系统主要包括保水、灌水、排水三方面内容，由渠道、主沟、支沟、隔离沟和山塘、水库、管道与机埠组成，相互配套，紧密联系。例如山区茶园附近的山塘，水库与环山渠道，在雨季可蓄水防洪，旱季又能引水灌溉，做到蓄、排、灌兼顾，使沟、渠、塘、库及机埠等设施有机地连成一体，形成茶园沟沟相通，配套成龙，心意减少与避免茶园水、土、肥的流失和低处渍水现象。
茶园排水是防除湿害的主要措施，但茶园湿害的类型与成因较复杂，茶树受害的程度也不尽一致，因此在防治与改造湿害茶园时，除了做好深入调找出成因，在采取各种排水设施的同时，还应针对实际情况，因地制宜地积极配合其他农业综合技术措施，如改土、改树及病虫防治等，方能见效。对建园基础差，湿害严重的茶园，应结合换种改植，平整土地，重新规划，建立新新茶园。如不宜各茶的，可改种其他湿生作物。