借助光学显微镜、扫描电镜及透射电镜对分布于亚洲、北美洲及中南美洲山茶科17属约50种植物的花粉进行了系统的观察研究。本科花粉为3孔沟或3(拟)孔沟,近扁球形至近球形,少数近长球形。大小从13~50μm(极轴)×13~55.3μm(赤道轴)。表面纹饰可分为皱波状(或皱块状)、颗粒状、疣状、钝刺状、网状、穴网状及近乎光滑等类型。在皱波状纹饰中,其皱脊的组成分子又可分为颗粒、念珠状结构。外壁为具复盖-柱状层结构(tectate-columelate),复盖层-穿孔(tectate-perforate)或不穿孔(tectate-imperforate)。其复盖层、柱状层、基层及外壁内层层次分明,但各层次的厚度及比例随不同属种而异。孢粉学资料完全支持把山茶科划分为两个亚科即山茶亚科(Theoideae)及厚皮香亚科(Ternstroemioideae)。其区别表现在花粉大小和外壁纹饰两方面。山茶亚科花粉最长轴直径从25~55μm,并且以35~45μm为常见;外壁纹饰多种多样;外壁结构为复盖层-穿孔,极个别为不穿孔(圆仔荷属Apterosperma)。后一亚科花粉大小为13~20μm,多为15~18μm,外壁纹饰很微弱