红茶的香气大部分由发酵决定，发酵重多为蜜香，发酵轻就容易出花果香，发酵要求：温度需控制在24~25℃，发酵叶温保持在30℃左右为宜；空气湿度保持在90%以上；摊叶厚度为8~12厘米；发酵时间为2~3小时，发酵适度则出现花果香。
发酵是形成红茶色、香、味品质特征的关键性工序。
一般是将揉捻叶放在发酵框或发酵车里，进入发酵室发酵。
发酵要掌握满足茶多酚酶性氧化聚合反应所需的适宜温度、湿度和氧气量。
1、温度
通常室温控制在24~25℃，发酵叶温保持在30℃左右为宜。如叶温超过40℃，要进行翻拌散热，以免发酵变化过分激烈，使毛茶香低味淡、色暗。尤其是在高温季节里要采取降温措施，摊叶要薄，以利散热降温；反之，气温较低时，摊叶要厚，必要时采取一些保温措施。
2、湿度
空气湿度保持在90%以上，有利于提高多酚氧化酶的活性，有利于茶黄素的形成和积累；反之，发酵时空气湿度过低，不利于茶多酚的酶促氧化，使非酶促氧化加剧，造成汤色和叶底都变暗，滋味淡薄。
3、摊叶厚度
一般在8~12厘米。嫩叶和叶型小的要薄摊；老叶和叶型大的要厚摊。气温低时要厚摊；气温高时应薄摊。但无论厚摊或薄摊，摊放叶子要保持发酵时通气良好。发酵过程中应翻拌一次，以利散热通气。
4、发酵时间
工夫红茶发酵时间一般为2~3小时，红碎茶发酵时间一般在30~90分钟。发酵叶青草气消失，出现一种新鲜的、清新的花果香，叶色红变，即为发酵适度。一般春茶呈黄红色，夏茶呈红。
发酵适度以闻香气为主、察叶色为辅来判断发酵程度，其工夫红茶的品质特征是浓、甜、醇，发酵程度则以发酵叶出现花香或果香，叶色呈黄红至红色为适度。