مقدمه: چای (Camellia sinensis)، متعلق به خانواده چای (Theaceae)، گیاهی شناخته شده چند ساله و همیشه سبز است که به عنوان یک نوشیدنی روزانه در سراسر جهان فرآوری و استفاده می شود. هدف: مطالعه حاضر با هدف بررسی ترکیبات معطر و مشخصات عناصر فلزی (MEs) چهل و سه نمونه چای سیاه جمع آوری شده در سراسر ایران انجام شد. روش بررسی: نمونه های چای سیاه از موسسه تحقیقات چای ایران تهیه شد. محتوای MEs نمونه های خشک شده گیاهی با استفاده از طیف سنج جذب اتمی اندازه گیری شد. ترکیب آروماتیک و محتوای کاتچین نمونه های مورد مطالعه به ترتیب با GC-FID و GC-MS و HPLC مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج: هگزانال (0/3-27/6 درصد)، سیس-لینالول اکسید (0/1-44/7 درصد)، ترانس-لینالول اکسید (0/2-48/3 درصد)، لینالول (0/2-39/2 درصد)، بنزیل الکل (0/2-38/9 درصد)، فنیل اتانول (0/1-9/37 درصد) و (-)-میرتنول (4/4-26/8 درصد) عمده ترین ترکیبات اسانس نمونه های مورد مطالعه بودند. بیشترین میزان هگزانال، سیس-لینالول اکسید، ترانس-لینالول اکسید، لینالول، بنزیل الکل، فنیل اتانول و (-)-میرتنول به ترتیب در IR5 (زرین)، IR13 (لیل 1)، IR23 (شریعت)، IR31 (روزمهر 1)، IR34 (نوشیران)، IR36 (روزمهر 3), IR18 (آمارد 2) اندازه گیری شد. محتوای کاتچین از 0/0285 ±,0/589 در IR32 (روزمهر 2) تا 0/0088 ±,0/65 در IR29 (آرامگل 1) متغیر بود. سطح مس، آهن و سرب به طور کلی در محدوده ایمن ذکر شده در جهان بود. نتیجه گیری: نمونه روزمهر با ترکیبات معطر بالا، محتوای کاتچین و سطح پایین ME مشخص گردید. این اطلاعات می تواند مورد توجه صنایع غذایی برای فرآوری محصولات چای سیاه قرار گیرد.