信陽毛尖的加工有一套爐火純青的技藝，歸納起來有「生鍋」、「熟鍋」、「烘焙」三道大工序，經歷百年傳承至今。
傳統的信陽毛尖炒制有一套百年傳承的手工技藝，已經榮膺非物質文化遺產。延續傳統的手工炒茶技術主要應用於高檔茶的製作。
手工炒制信陽毛尖的工藝流程是：鮮葉攤晾→生鍋→熟鍋→初烘→攤涼→復烘→揀剔。
攤晾
攤晾是信陽毛尖製作過程中的第一步。關係到毛尖香氣和品質的重要環節。鮮葉經過攤晾後，散發水份，揮發青草氣，增加香氣，調和滋味，使茶青葉面變得柔軟。
攤放鮮葉首選竹蓆或竹匾內，優點是會增加茶的清香，現在也用木框紗網來攤晾。攤放要厚薄均勻。每平方攤鮮葉1公斤左右，最多不超過2公斤，時間在3到10小時之間，攤晾要避免陽光直射，1到2小時及時翻動一次，鮮葉色澤由鮮綠轉為暗綠；葉面光澤消失，青草氣減輕，散發出果香時開始轉入下一道工序。
生鍋
生鍋的作用是殺青和初揉。生鍋鍋溫較高在160℃～200℃之間。茶青的老嫩與鍋溫成反比。級別高的茶青鮮嫩鍋溫要低，級別低的茶青鍋溫高。
每鍋投葉量在八兩到一斤半之間。高檔茶投葉量少，低檔茶投葉量稍多一些。用直徑生鍋俗稱牛四鍋，是直徑在84釐米的鐵鍋，以35°斜角安裝在33釐米高的鍋臺上。打磨清潔鍋面是第一位的，整個炒茶的過稱中自始至終都要保持炒茶鍋的清潔衛生。
炒茶鍋都安置在室內，生火燒鍋的茶灶則在室外，燃料則是遍地都有的柴火。避免煙燻火燎影響茶質。
當鍋溫達到要求時，鮮葉下鍋，掌握火候，用竹茶把適時炒、揉捻、整形。
決定信陽毛尖色澤最重要的工藝就是生鍋，生鍋炒茶過程中的巧妙的利用鍋溫和水氣來破壞酶的活性，制止酶氧化，同時芳香物質發生變化，促進低沸點的青草氣散發。香氣大部分留下來。另外產生一些芳香成分，形成信陽毛尖特有的板慄香，經過這道工藝，信陽毛尖已經具備了清湯綠葉的特點。經由生鍋：葉色由翠綠變為暗綠，青草氣變成清香氣。葉綿軟而不粘手，手握成團拋之即散。
熟鍋
熟鍋與生鍋並排連在一起，大致相同，熟鍋的燃料常用的是木炭，有利於控制火溫。熟鍋鍋溫較低，特級、一級80℃～100℃；二級、三級及三級以下90℃～120℃。熟鍋主要用手炒制，通過抓條和甩條來整理條形。經由熟鍋進一步蒸發水分，發揮香氣，做條整形，從而使茶葉轉變為信陽毛尖細、圓、緊、直的條形。
到茶條成形，有七八成幹時，即可用茶帚將茶掃出鍋外的茶簸箕中。準備進入下一個環節烘焙。
烘焙
熟鍋炒制後的茶葉攤放凸心竹匾上烘焙。烘焙在信陽當地俗稱為打火。
烘焙分3個階段，第一次打火稱為初烘、攤放、第二次打火就是復烘。打火的目的就是為了進行乾燥蒸發水分，防止茶葉劣變。同時是茶葉外形得以固定下來。穩定茶葉的品質。
1.初烘
用來烘焙的竹匾直徑約85公分，中間的烘頭部分拱起，烘焙的燃料是木炭。
初烘溫度（烘頭中心處）70℃～90℃，時間20分～25分，每隔5分～8分翻動1次。復烘採用文火慢烘，溫度60℃左右，時間30分，每隔10分翻動1次，每次烘攤葉量為初烘攤葉量的2倍。以木炭作燃料，烘前1小時生火，火溫要穩定，上葉厚薄要均勻，烘心頂可適當厚一些。翻烘時，要把烘頭輕輕拿下來，放在可以轉動的竹扁上翻動。手勢要輕，翻動要勻，翻後輕輕上炕，防止茶末掉入炕內，產生煙味。
2.攤放
經初烘後的茶葉要攤放4小時左右，最低不少於40分，攤放厚度33釐米左右。通過攤放，使葉內水分重新分布，利於足幹。
初烘後茶葉含水量10％～15％，手捏稍感戳手，有彈散力，色綠、香正。復烘後茶葉含水量約6％，手揉茶葉成粉末，色澤翠綠，香氣清高，外形美觀，白毫顯露。
3.乾燥
乾燥是信陽毛尖最後一道工藝，是形成茶湯滋味的重要環節，是將熟鍋後的茶葉，經過再次攤晾勻水後，將茶葉均勻攤放在坑頭上或乾燥機內進行最後的乾燥。進一步破壞餘酶的活性，制止多酚類化合物的氧化，使信陽毛尖「形美、香高、味醇」在這一工藝中固定下來，使茶葉的含水量在6%左右，否則香氣低悶不爽、味澀、帶水悶味。茶氨酸是茶葉的獨有成份，低溫慢焙和保持白毫的茶葉胺基酸的含量就高，假如溫度過高，形成高火，勢必使茶葉中部分物質焦化和分解。變成焦味或苦味，因此，茶湯滋味不僅與鮮葉質量有關，同時與茶葉加工工藝也有很大關係。
揀剔
經烘焙足幹後，還要進行人工揀剔，把條索不緊的粗老葉和黃片茶梗及碎末剔出來，達到各級茶應具有的外形標準。經揀剔的各級淨茶為毛尖；片茶（或稱回青條）列為五級；大片及碎末列為級外茶。
信陽毛尖就這樣出現了。