Le théier est un arbre à feuilles persistantes, pouvant atteindre de 10 m à 15 m, jusqu’à 20 m pour certaines variétés. Sa hauteur est limitée par la taille en culture. Il existe des théiers sauvages plusieurs fois centenaires faisant plus de 30 m. Le théier le plus vieux du monde (1800 ans) se situe à Pu'er dans la province du Yunnan en Chine.
Les feuilles alternes, persistantes, ont une forme allongée, elliptique longues de 4 à 15 cm, sur 2 à 7 cm de large. Elles sont brillantes, vert foncé, relativement coriaces, avec une texture assez épaisse. Le pétiole est court, de 4 à 10 mm. La base est cunée, l'apex est aigu à acuminé, et les marges sont sciées.
Les fleurs du théier sont blanches à jaune clair, et mesurent entre 2,5 et 4 cm de diamètre. Solitaires ou en petits groupes de 3 à 4, elles comptent cinq sépales persistants, cinq pétales, parfois plus jusqu'à 7 ou 8, de couleur jaune clair ou blanc-crème, et de très nombreuses étamines jaunes souvent soudées entre elles. L'ovaire est triloculaire.
Les fruits sont des capsules à déhiscence loculicide de 1,5-3 cm de diamètre environ. Les graines peuvent être pressées pour donner une huile.
Les différentes sortes de thé sont obtenues à partir de cette seule espèce. En traitant différemment les feuilles de thé, on obtient du thé vert, blanc, noir etc. (voir l'article thé (boisson) pour plus de précisions sur la fabrication du thé).
On distingue plusieurs formes de cette espèce :
Certaines variétés, appréciables pour la qualité de leur feuillage et leur floraison, sont cultivées comme plantes ornementales, à l'instar du camélia du Japon.
Les feuilles de théier, lorsqu'elles sont non fermentées, sont utilisées en phytothérapie pour soigner l'embonpoint, la fatigue ou la rétention d'eau. Les constituants du thé stimulent la sécrétion d'adrénaline et en augmentent sa durée d'action, favorisent donc la lipolyse (libération et l'élimination des graisses du tissus adipeux). Comme cette action se complète d'une limitation de l'absorption des calories au niveau intestinal, par les tanins, la prescription se trouve justifiée pour la surcharge pondérale.
Le Camellia sinensis se rencontre à l'état sauvage dans la zone montagneuse englobant le sud-ouest de la Chine, le nord de la Thaïlande, du Laos et de l'Assam, de sud-est de la Birmanie.
Elle est largement cultivée en zones tempérées chaudes ou tropicales, principalement en Chine, en Inde, au Sri-Lanka (Ceylan), au Japon, mais aussi au Kenya, en Turquie, en Indonésie, etc.