O óleo da árvore do chá pode ser venenoso para os gatos, especialmente se o óleo for aplicado sem antes ser diluído ou se a dose for muito alta. Muitos veterinários e outros especialistas em cuidados com animais recomendam não usar o óleo da árvore do chá para gatos, mesmo que tenha sido considerado um remédio seguro e eficaz para algumas queixas felinas no passado. O óleo da árvore do chá é um dos vários óleos essenciais, como o óleo de hortelã-pimenta, considerado tóxico para esses animais. Os shampoos para pulgas para gatos geralmente contêm pequenas doses de óleo de tea tree, mas muitos veterinários aconselham que esses shampoos sejam comprados de fabricantes respeitáveis e devem conter informações de dosagem definidas na embalagem. Os gatos podem absorver facilmente o óleo da árvore do chá através da pele e também podem ser envenenados respirando a fumaça ou engolindo o óleo.
Pequenas doses de óleo de tea tree, aplicadas com muito cuidado, podem não causar danos imediatos ou a longo prazo à saúde do gato. Para o gato médio, uma dose mortal seria algo entre 1,5 colheres de chá (7,4 mililitros) e 3 colheres de chá (14,8 mililitros). Uma dose segura seria de cerca de cinco gotas (0,4 mililitros), misturadas com 1 colher de chá (4,8 mililitros) de vegetais ou azeite. A mistura normalmente deve ser aplicada à pele do gato, evitando os olhos, nariz e boca.
Os gatos são geralmente considerados vulneráveis à toxicidade do óleo essencial, porque seus fígados geralmente não conseguem metabolizar os compostos encontrados nesses óleos. Alguns acreditam que o envenenamento por óleo de tea tree pode ocorrer mesmo quando pequenas doses são aplicadas à pele, uma vez que os compostos tóxicos no óleo podem se acumular no fígado ao longo do tempo. Alguns desses compostos incluem canfeno, linalol, alfa-terpineno e terpinoleno. Grandes quantidades desses produtos químicos podem causar danos no fígado e até a morte em gatos, e pouco pode ser feito para esse tipo de envenenamento.
Os fabricantes de produtos de óleo da árvore do chá para gatos geralmente alertam que as doses de óleo essencial devem ser mantidas muito baixas para evitar problemas. Veterinários e fabricantes geralmente alertam contra a aplicação de óleo puro da árvore do chá na pele de um gato, uma vez que normalmente é absorvido facilmente. Os especialistas também desaconselham a administração oral de um óleo de tea tree para gatos. Alguns especialistas também estão preocupados com os efeitos nocivos da inalação do óleo da árvore do chá e alertam que os gatos geralmente nunca devem ser expostos ao óleo puro.