El magnesio (Mg) es uno de los elementos esenciales para el crecimiento del árbol de té y es extremadamente importante para su desarrollo. En este estudio, investigamos el efecto del Mg en el transcriptoma y los índices fisicoquímicos de las hojas de té, y los resultados mostraron que el Mg podría afectar significativamente la expresión génica de las hojas de té. Los resultados del análisis del modelo de Análisis Discriminante de Mínimos Cuadrados Ortogonales (OPLS-DA) mostraron que se seleccionaron un total de 300 genes clave (Importancia Variable para la Proyección, VIP > 1) bajo diferentes concentraciones de tratamiento con Mg, de los cuales 140 genes fueron regulados al alza y 160 genes fueron regulados a la baja. Se utilizó un mapa de burbujas para seleccionar los genes característicos de los genes clave mencionados, y se obtuvieron un total de 121 genes característicos representativos, que involucraron principalmente 9 vías metabólicas. Entre ellos, la expresión génica de tres vías metabólicas, incluyendo el metabolismo de porfirinas, el metabolismo del ácido alfa-linolénico y la fotosíntesis, mostró una tendencia creciente con el aumento de la concentración de Mg, mientras que la expresión génica de cuatro vías metabólicas, incluyendo la biosíntesis de metabolitos secundarios, la biosíntesis de antocianinas, transportadores ABC, interconversiones de pentosas y glucuronatos, mostró una tendencia decreciente. Los resultados del análisis de índices fisiológicos mostraron que con el aumento de la concentración de Mg, el índice fisiológico fotosintético, la teanina y el contenido de azúcares solubles de las hojas de té mostraron una tendencia creciente, mientras que el contenido de polifenoles del té, flavonas y cafeína mostró una tendencia decreciente. Los resultados del análisis TOPSIS mostraron que los índices fisiológicos de los árboles de té más afectados por el Mg fueron la clorofila, los polifenoles del té y los flavonoides, mientras que las vías metabólicas más afectadas por el Mg en la expresión génica fueron las vías metabólicas y la biosíntesis de metabolitos secundarios. Se puede ver que los efectos del Mg en el árbol de té estaban principalmente relacionados con la fotosíntesis y la síntesis de metabolitos secundarios, y el Mg fue beneficioso para mejorar la capacidad fotosintética del árbol de té, aumentando la acumulación de metabolitos primarios y, por lo tanto, incrementando el rendimiento del té. Sin embargo, el Mg no fue favorable para la síntesis de metabolitos secundarios del árbol de té y la acumulación de los principales índices de calidad de las hojas de té.