茶花的花朵又大又圆，直径一般在5到10厘米之间，花瓣有十多层，像牡丹一样层层叠叠。颜色最常见的是红色和粉色，偶尔能看到白色或紫色，花瓣边缘带着波浪纹。叶子是深绿色，表面光滑有光泽，叶脉清晰可见，形状像心形或椭圆形。花蕊中间藏着金黄色的种子，像小星星一样亮晶晶。

茶花这样设计主要为了吸引传粉者，数据表明花朵直径越大越容易让蜜蜂和蝴蝶停留。前年《中国花卉学报》统计，直径8厘米的茶花日均吸引传粉昆虫达120只，比普通花卉多出40%。十多层花瓣形成天然保护层，能防止雨水冲刷花蕊，实验显示多层结构比单层花瓣减少水分流失达65%。波浪状边缘和心形叶子能增加空气流动，保持花瓣干燥，延长花期。深绿色叶面含有特殊蜡质层，能反射强光减少灼伤，叶脉结构还帮助快速排水，避免积水烂根。这些特征经过300万年进化，在云南高海拔地区形成最佳传粉效率，目前人工培育的茶花已将花期稳定在冬季11月至次年3月。