茶学学科是安徽农业大学的传统优势学科，前身为1939年创建的复旦大学农学院茶叶专修科，是全国茶学学科的摇篮。实验室是在著名茶学家王泽农、陈椽教授等创建的茶学专业实验室基础上发展而成的，先后获批农业农村部（1997年）、安徽省（1998年）、教育部（2003年）重点实验室，并于2015年1月20日获批为科技部和安徽省共建的国家重点实验室，2016年11月获教育部批准建设茶叶化学与健康国际合作联合实验室，2018年3月成为安徽省实验室（首批十个之一）。实验室先后入选教育部“创新团队发展计划”创新团队、“全国高校黄大年式教师团队”，获评“全国专业技术人才先进集体”、“全国教育系统先进集体”等荣誉称号。2024年，依托安徽农业大学，以省部共建茶树生物学与资源利用国家重点实验室为基础，联合中国农科院茶叶研究所、湖南农业大学顺利完成全国重点实验室重组，同年12月获批为茶树种质创新与资源利用全国重点实验室。

全国重点实验室现有固定人员152人，其中高级职称133人；拥有国家级人才12人，国家茶叶产业技术体系岗位专家14人（含首席专家1人）。实验室坚持“四个面向”，服务于乡村振兴、“健康中国”国家战略和“一带一路”倡议，聚焦优质高效、多抗、宜机及“特、专”重大新品种培育和茶资源高值化利用，围绕茶树种质评价与创制、次生代谢与调控、育种技术与品种培育、茶叶加工与高值利用等方向开展科学研究和新技术、新产品研发，并建成国际一流茶学基础理论新高地、人才聚集与培养主阵地、科技创新与成果转化策源地、国际交流与合作中心，打造茶产业国家战略科技力量，引领我国茶产业高质量发展。