由于不同的抗氧化劑對各種活性氧物種的反應活性不同，所以衡量抗氧化劑的抗氧化性不是一個簡單的過程。在食品科學中，抗氧化能力指數（oxygen radical absorbance capacity，ORAC）已經成為衡量食品、果汁和添加劑抗氧化能力的主要標準 。其他的一些測定方法包括Folin-Ciocalteu試劑法和等效抗氧化容量分析法（Trolox equivalent antioxidant capacity assay）。
包括蔬菜、水果、谷物、蛋類、肉類、豆類和堅果在內的許多食物中都含有抗氧化劑。像番茄紅素和維生素C這樣的抗氧化劑易在長時間的儲存和烹煮下受到破壞。相比之下其他一些抗氧化劑比如全麥谷物和茶葉等食品中含有的多酚類抗氧化劑更為穩定。加工或烹飪食品對其中所含抗氧化劑的影響是較為復雜的，既可能增加抗氧化劑的生物利用度，比如蔬菜中的油溶性類胡蘿卜素用油烹飪后更易被吸收利用；也可能因加工過程中暴露于空氣中而使抗氧化劑受到損失。