پژوهشکده چای کشور با هدف تجمیع تمامی فعالیت‌های تحقیقاتی و ارایه توصیه‌های فنی به کشاورزان چایکار و کارخانجات چایسازی بنا گردیده است.  فعالیت‌های اصلی پژوهشکده، شامل بررسی اولیه، بحث و تبادل اطلاعات علمی و فنی در مورد طرح‌ها و پروژه‌های تحقیقاتی ارایه شده توسط محققان و ارجاع آن جهت تائید نهایی به کمیته علمی فنی مرکز است. این فعالیت‌‌های پژوهشی به منظور رسیدن به اهداف تحقیقاتی در زمینه‌های مختلف، به شرح ذیل است:

1. مطالعات گیاه‌شناسی، ژنتیک و فیزیولوژی چای با استفاده از روش‌های بیومتری و تکنیک‌های پیشرفته در اصلاح چای. یکی از مهم‌ترین پروژه‌های در دست اجرا، پروژه گزینش کلونی برای تولید ارقام اصلاح‌شده دارای خصوصیات مطلوب نظیر عملکرد بالا، کیفیت مناسب و مقاوم به تنش‌های زنده و غیرزنده و سپس معرفی به کشاورزان چایکار است.

2. بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک باغ‌های چای و نیز مطالعه وضعیت تغذیه گیاهی، کنترل فرسایش خاک و اصلاح آن برای ارتقای کیفیت و کمیت محصول چای.

3. مطالعه و انجام فعالیت‌های تحقیقاتی امور باغبانی مانند تکثیر، کشت، قلمه‌گیری، هرس، برگ‌چینی، برداشت، جایگزینی یا واکاری، ریشه‌کنی بوته‌های فرسوده و جایگزینی با ارقام اصلاح شده‌ دارای کیفیت و کمیت مناسب.

4. مطالعه روش‌های مختلف مدیریت و برنامه‌ریزی آبیاری، مطالعه روش‌های افزایش بهره‌وری آب و کود، مدیریت کاهش اثرات خشک‌سالی، مطالعه تغییرات اقلیم و شرایط آب و هوایی بر عملکرد کمی و کیفی چای و استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش از دور برای پیش‌بینی عملکرد، نیاز آبی، مدیریت‌های آبیاری گیاه چای.

5. مطالعه و بررسی کیفیت بیوشیمیایی برگ‌سبز و چای‌سیاه، اندازه‌گیری‌های صفات مرتبط با کیفیت برای انجام امور تحقیقاتی، مطالعه عواملی که بر روی کیفیت چای سیاه در مراحل تولید تأثیرگذار هستند و انجام کارهای تحقیقاتی در کارخانه آزمایشی در مقیاس کوچک برای تولید چای با روش‌های ارتدکس و C.T.C  با کمک ماشین چای‌سازی مینیاتوری.

6. مطالعه آفات، بیماری‌ها و علف‌های هرز و سایر عوامل خسارت‌زا به محصول و هم‌چنین مطالعه شیوه‌های مدیریت مبارزه با آن‌ها  به‌ویژه مدیریت مبارزه تلفیقی با بیماری نماتد مولد زخم ریشه‌ی چای  به‌عنوان مهم‌ترین عامل خسارت‌زای چای و سایر عوامل خسارت‌زا از جمله شپشک‌های آردآلود با تکیه بر راه‌کارهای زیستی مبارزه با آن‌ها.

7. مطالعه نظام‌های بهره‌برداری و بررسی وضعیت اقتصادی کشت و صنعت چای در ایران.

8. آموزش کشاورزان چایکار و پرسنل فنی کارخانه‌ها به منظور رشد مطلوب کشت و صنعت چای، استفاده صحیح از کودهای شیمیایی، کنترل آفات، بیماری‌ها و علف‌های هرز، هرس، برگ‌چینی، روش‌های جدید کشاورزی برای افزایش کیفیت محصول.

9. این پژوهشکده هم‌چنین مسؤولیت انتشار مجلات علمی، خبرنامه‌های چای، نشریات فنی-ترویجی و تحقیقی و تهیه گزارش‌های نهایی طرح‌ها و پروژه‌های تحقیقاتی را عهده‌دار است.