茶学学科是创立于1958年的传统优势学科专业，“十五”以来一直是湖南省重点建设学科。茶学教育部重点实验室2003年11月被教育部批准为省部共建重点实验室，2006年7月通过验收。2007年农业部批准设立“国家农产品加工技术研发中心湖南茶叶分中心”。2009年，以本实验室为核心的“国家植物功能成分利用工程技术研究中心”获得科技部批准，2013年通过验收，这是湖南省农业领域第二个，湖南省属高校第一个国家工程技术研究中心。国家茶叶产业技术体系茶叶深加工、茶叶加工研究室先后设立在本实验室。

实验室现有科研教学员工35人，其中中国工程院院士1人，教授19人，博士生导师12人，副教授13人、硕士生导师21人，28人具有博士学位，15人具有出国留学经历，拥有国家新世纪百千万人才1人、湖南省科技领军人才1人、教育部新世纪人才2人、全国农业科研杰出人才1人。该团队在全国茶学学科中第一个入选“教育部创新团队发展计划”、第一个入选“全国农业科研杰出人才及创新团队”，并先后获得第二批“全国高校黄大年式教师团队”、湖南省优秀科技创新集体与湖南省高校优秀科技创新团队。刘仲华院士、黄建安教授先后担任实验室主任，中国工程院陈宗懋院士任学术委员会主任。

实验室拥有价值近8000万元的现代先进仪器设备，有效支撑全面开展茶叶科学研究。同时具备从实验室→微型工厂→工业化规模生产的逐级放大研发条件。

实验室现设有五个主要研究方向：茶树生物学与种质创新、茶树生理生态与栽培、茶叶品质化学与加工技术、茶叶功能成分利用与深加工、茶文化与茶产业经济。

近5年来，先后承担国家级、部省级重大或重点项目100多项，累计获得科学研究、平台建设和人才计划经费资助1亿多元。先后在国内外核心刊物和学术会议上发表学术论文400多篇，其中被SCI收录200余篇，主编或参编出版学术专著和教材30多部，获得国家发明专利授权80多项。先后获国家科技进步二等奖2项、“何梁何利基金”科学与技术进步奖1项、中华农业英才奖1项、湖南省自然科学一等奖1项、湖南省科技进步一等奖3项和首届湖南省十大科技创新奖1项。