食品中抗氧化劑可以防止各種食品成分的氧化反應。食品氧化可以導致不良褐變和味道改變。抗氧化劑和氧氣反應，因此抵消負面影響。例如：維生素 C （E300 ）和維生素 E(E308).在人體內抗氧化劑通過中和“自由基”（細胞代謝的天然副產物）的不良作用來保護主要的細胞物質。氧氣被代謝或被人體燃燒時形成自由基。它們通過細胞運輸，破壞其他分子結構，導致細胞受損。這樣的細胞損壞被認為是衰老和各種健康問題的原因。活躍于人體內的抗氧化劑是維生素 A 、 C 、 E和多酚（植物化學物質，存在于茶和水果中）。 維生素 C 、 E 和 β －胡蘿卜素（維生素 A的前身）和礦物質硒都具備抗氧化的特性。也就是說它們可以保護細胞膜中的脆弱的蛋白質和脂質，在阻斷高度反應性的氧原子（自由基）的過程中扮演重要角色。自由基是帶有一個或多個不成對電子的分子，抗氧化劑可以清除這些自由基，與其他分子快速反應，起始的鏈反應被稱為氧化。自由基是代謝過程的常規產物，人體會產生自身的抗氧化劑來保持平衡。然而，壓力，年齡老化和環境條件，像空氣污染和吸煙都會增加身體中自由基的數量，從而破壞平衡。極不穩定的自由基可以損害健康的 DNA ，并且與伴隨著老齡化的一些變化相關（比如老年斑的惡化，老年人失明的主要原因），還會導致一系列疾病，如癌癥、心臟病和中風。研究表明水果和蔬菜中的天然抗氧化劑具有保護效果。例如：維生素E 和 β －胡蘿卜素可以保護細胞膜；維生素 C 可以排出細胞內的自由基。