我国的茶区辽阔，地跨热带、亚热带和温带，生态条件千差万别。长期来，在复杂的自然条件影响下，茶树不断发生演化，尤其在人工栽培的情况下，茶树经过世代繁衍和广泛的传播，经受着多种多样的环境和生产条件的长期影响，以及人工驯化和自然杂交的作用，演变成了十分丰富的茶树资源。
1．原始型的茶树
古往今来，许多茶学工作者穷根溯源，对原始型的茶树从不同角度进行了深入的探讨。有人对野生大茶树叶片进行解剖结构研究，提出凡茶树叶表面呈不规则的蜡质结晶，叶背基本无毛，气孔稀疏，上表皮只一层栅栏组织，叶肉石细胞呈树枝形，下表皮有腺鳞状的下陷气孔的，是原始型茶树叶片的结构特征。有人按照茶树进化系统而前进发展的观点，提出原始类型茶树的苞被片未起分化，数目较多，螺旋状排列难蕊多轮而离生；子房五室，花柱五条完全分离的，是原始型茶树的花器形态特征。有人根据植物与环境条件统一的见解，提出了凡乔木型，单轴式分枝，叶形大而平滑，叶尖延长，叶肉栅栏组织一层，花序单生，开花少的茶树，是原始型茶树的重要特征。也有人认为茶树进化过程中，其叶片的生化成分中的儿茶素组成是由简单向复杂演化的，因此，提出凡简单儿茶素含量比率高的茶树，是接近于原始型的茶树。
桐木关小种茶青叶片
近年来，茶学工作者通过形态鉴定。生化成分测定，解剖结构观察，按照植物的进化系统，以及茶树与环境条件统一的见解，认为原始型的茶树至少应具备如下特征：
第一，乔木树型，树姿直立，叶大富革质，叶肉栅栏组织由一层组成，芽稍肥壮。花大瓣多质厚，花序单生，开花少。果大皮厚，中轴粗显。种子呈近球形、肾形、锥形、种皮粗糙等。
花粉粒大，形态比较一致，极赤比在1以上，且花粉萌发孔轮廊不明显和不具内孔轮廓的沟或隐沟；且染色体核型对称性较低。
第三，长期生长在特定的相对稳定的生态条件下，且多与槲斗科、木兰科、樟科、桑科、桦木科、山茶科等常绿阔叶树混生。由于保守性强，人工引种或迁徙不像栽培茶树易于成功，扑插成活率也较低。但抗旱、抗寒性强，很少罹生病虫害。
参照以上特征，对照我国在云南、贵州、四川等毗邻地区的野生乔木大叶茶树的主要特征、特性，发现有许多相似之处。由此，也足以进一步证明，上述地区是我国茶树原产地的中心地带。
2.茶树的分区演化
茶树起源于新生代第三纪早期，其原产地的中心地带是滇、黔川等省区的毗邻地区。由于第三纪中期开始的地质演变，出现了喜马拉雅山的上升运动和西南地台横断山脉的上升。从而使得第四纪后，茶树原产地成了云贵高原的主体部分。由于地势升高，以及当时出现的冰川和洪积，形成了褶皱和断裂的山间谷地。这样，由于垂直气候的影响，使得原属热带的同一区域内，既有热带和亚热带，又有温带和寒带，使茶树出现了同源隔离分居现象。在这种情况下，许多条村，特别是处在寒带地区的茶树，由于仅靠本身的遗传特性所产生的缓慢变异无法适应生态条件的剧烈变化，结果大量死亡。处于温带气候中的茶树，有生存的，也有死亡的。只有生存在热带和亚热带气候中的茶树，多数才得以保存。
茶树经同源分居以后，由于各自所处地理和气候条件的差异，再经过漫长历史的繁衍过程，引起了茶树自身的缓慢生理变化和物质代谢的逐渐改变，从而使茶树朝着各自适应所处的气候、土壤而改变自身的形态结构和代谢类型发展，形成了茶树不同的生态型。位于热带高温、多雨、炎热地带的，逐渐形成了湿润、强日照性状的大叶种乔木型和小乔木型茶树，位于温带气候中的，逐渐形成了耐寒、耐旱性状的中叶种和小叶种灌木型茶树位于上述两者之间的亚热带地区的，逐渐形成了具有喜温、喜湿性状的小乔木型和灌木型茶树。这种变化，在人工杂交、引种驯化和选种繁育的情况下，会更加加剧茶树的变异和复杂性，以致最终形成了形态各异的各种茶树资源。
桐木关小种生长环境
这就是在同一地区既有小叶种、中叶种和大叶种茶树存在，又有灌木型、小乔木型和乔木型茶树存在的缘由。不过，它们都是同一个祖先传下来的后代。
3.茶树的生态演化区
由于第三纪中期的地质变迁，和随之而来的气候变化，产生了茶树同源分居现象，向着各自适应当地生态环境的方向发展。在漫长的岁月中，茶树大致沿着三个方向向外传播。
一是茶树沿着云贵高原的横断山脉，沿澜沧江、怒江等水系向西南方向，即向着低纬度、高湿度的方向演变，使茶树逐渐适应湿热多雨的气候条件。因此，这一地区茶树生长迅速，树干高大，叶面隆起，叶上表皮栅栏组织多为一层，从而能使较为原始的野生大茶树得到大量保存，栽培型的云南大叶茶是其中的代表。这类茶树的特点是乔木型，叶长15～20厘米，叶宽6～8厘米，叶上表皮栅栏组织一层，花瓣5～16片，子房多为3室，有毛或无毛，种子近球形或肾形。目前，该种及人工选育的后代已经传播到赤道南北回归线以外的世界各国。
二是茶树沿着云贵高原的南北盘江及元江向东及东南方向，即向着受东南季风影响，且又干湿分明的方向演变。这一地区的茶树，由于干季气温高，蒸发量大，茶树容易受干旱危害。本区保存有较多的较为原始型的野生乔木大茶树，其特点是乔木型或小乔木型，叶面角质层较厚，叶上表皮栅栏组织一层，叶背气孔小而疏。这类茶树的代表种有五室茶、五柱茶等，经人工选育后栽培型的有广西凌乐白毛茶、广东乐昌白毛茶、湖南江华苦茶等。
三是茶树沿着云贵高原的金沙江、长江水系东北大斜坡，即向着纬度较高、冬季气温较低、干燥度增加的方向演变。这一地区茶树，由于冬季气温较低，时有冻害发生。其特点是茶树逐渐适应冬季寒冷、干旱，夏秋炎热的气候条件。最具代表性的是在这一地区的贵州北部大娄山系和四川盆地南部边缘分布的较为原始的野生茶树。这些茶树高6～15米，叶长15～21厘米，叶宽6～9厘米，叶肉隆起，茸毛少，叶上表皮栅栏组织一层，硬化石细胞多为分枝状，花往多为8裂，子房多为3室，果实圆形或圆锥形。种子椭圆形或近肾形。
桐木关小种的茶籽
这一地区的野生茶树，通过多代人工栽培选育后，逐渐演化成为现今在云南东北部和贵州北部栽培比较普遍的苔子茶。这是一种灌木型的茶树，在同类茶树中，属中叶类，中芽种，具有树姿较直立，分枝较密，叶面微睦，叶肉较厚，抗寒性较强的特点。
