قد يرتبط استهلاك الشاي الأسود مع الحد من أنواع معينة من السرطان، حيث يُعدّ مصدرًا رئيسًا للفلافونويدات المعززة للصحة، ومنها: كاتشين (Catechin)، وإبيكتشن (Epicatechin)، وكايمبفيرول (Kaempferol)، ومايسترين (Myricetin).
قد وُجد أن زيادة تناول الفلافونويدات الموجودة في الشاي الأسود يرتبط بانخفاض خطر الإصابة بسرطان البروستاتا في مراحله المتقدمة.